季节性变化可以揭示异形生活

由于在居住区或距离其主星的适当距离寻找系外行星以支持水以及生命所需的其他条件,仍然存在一个问题 - 如何确认生命确实存在于任何已识别的世界中

天文学家在潜在的可居住区域发现了许多系外行星,但由于这些世界距离数百至数千光年远,因此访问和寻找外星生命可能不是太空机构最可行的选择

一种可能的解决方案围绕在这些世界的大气中寻找生物印记或生命迹象,例如地球上生命所需的氧气或其他气体的存在

下一代望远镜将在扫描远处系外行星的大气成分时寻找这些指纹,但这只是这个难题的一部分

即使这些所谓的“生命指纹”被识别出来,它只是一个单一的衡量标准,可能会产生误导

这个星球上普遍存在的条件可能正在改变,因此,它可能不适合容纳生命

为解决这一问题,加州大学河滨分校地球天体生物学中心的研究人员开发了一种新的定量框架,可以更好地动态概述行星大气中的生物印记

变化的季节可能是寻找地球以外生命的关键

图为艺术家对开普勒-421b的概念:以最长的已知年度过境系外行星

照片:Harvard-Smithsonian,天体物理中心/ D. A.阿吉拉尔这个想法,正如大学所描述的那样,围绕着利用行星不断变化的季节来预测其大气层中的生物印记

当地球围绕太阳运行时,它的倾斜轴会导致世界不同地区的天气和天气变化

一些地区在一年中的不同时间接收更多的阳光

这些季节性模式影响大气中的气体含量

例如,在夏季,承载着世界大部分植被的北半球见证了植物生长的增加,导致大气中的二氧化碳显着减少和氧气增加

该组认为,具有极椭圆轨道的远程系外行星也可能出现类似的季节性模式及其相应的影响

“大气季节性是一种很有前途的生物印记,因为它在地球上受到生物调节,很可能在其他有人居住的世界中发生,”主要作者斯蒂芬妮奥尔森在一份声明中说

“根据季节性推断生活不需要详细了解外星生物化学,因为它是对环境季节性变化的生物反应,而不是地球上可能独特的特定生物活动的结果

”在该研究中,该小组确定了与外行星大气层中季节性形成和不同气体(氧气,二氧化碳和甲烷)的破坏相关的益处和风险

他们还准备了一个科学模型,以了解氧含量较低的生命星球大气中的氧气是如何波动的

该模型模拟了类似于年轻地球上普遍存在的条件,表明臭氧 - 由生命中产生的氧气产生 - 将成为了解不同季节氧气变化的更好标记

“现在我们准确地模拟这些场景非常重要,因此未来的太空和地面望远镜可以用来识别最有前景的生物印记,”美国宇航局博士后项目研究员爱德华施维特曼说

该声明

然而,由于甲烷和氧气等气体即使没有生命也可能存在,Schwieterman补充说,最好的方法是在整个轨道上观察行星大气,以观察一年内确定的生物印记的变化

“在某些情况下,如果没有生命,这种变化很难解释,甚至可能使我们在表征,而不是简单地认识到系外行星上的生命方面取得进展

”这项名为“作为系外行星生物印记的大气季节性”的研究于5月9日发表在“天体物理学杂志快报”上

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