生物識別特徵新研究有助天文學家在其他行星上找到外星生物

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新的研究找到可以分辨生命與生命假象的方法,讓在遙遠世界尋找外星人的工作變得更簡單。研究將重點放在系外行星大氣中的生物識別特徵(Biosignature)。

華盛頓大學的研究人員認為氧(一種生物識別特徵)是在我們的太陽系外尋找生命的關鍵。

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但即使行星上有氧也不代表有生命。例如金星上有氧與二氧化碳,但其大氣太熱且有酸性,無法維持生命,因此氧只是個「假陽性(False Positive)」。

科學家在尋找生命時需要排除這種假陽性,而研究人員宣稱他們已經找到一個方法可以簡單做判定。當行星通過其主恆星前方,使用光譜儀觀察行星大氣中可見光之光譜特徵。

研究的主要作者,天文學博士生Edward Schwieterman在一份聲明中說:「我們希望在排除這些系外行星的假陽性之後,確認是否能觀察到什麼。我們在論文中稱這些現象為『生物識別特徵假象(Biosignature Impostors)。』」

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Schwieterman繼續說:「想要在我們的太陽系外這巨大規模範圍找到潛在生命,我們要確定有用對方法。在解析系外行星的光線時,我們知道要找的是什麼,還有哪些東西可能會誤導我們。」

以往的研究發現,有些世界可以用非生命方式製氧。通常在繞行低質量恆星的行星上會發生。這種恆星比我們的太陽小也比較暗,是宇宙中最常見的。

在這些研究基礎上,此研究的作者找到可以辨識非生物的方法:當恆星的紫外線分解二氧化碳分子時會釋放氧原子,進而形成氧氣,地球大氣中有這類型的氧。

但當研究人員用電腦模型計算,知道這種過程不僅會產生氧氣,也會產生一氧化碳,因此氧的存在並不是發現生命的重要指標。

Schwieterman說:「因此如果在岩質行星的大氣中同時看到二氧化碳與一氧化碳,我們就知道即使將來檢測出氧氣,這個行星也不見得有生命存在。」

研究人員也發現非生物氧是因恆星光線分解行星大氣中的水,使氫氣從大量氧氣中分離脫出造成的,比地球大氣歷史上的氧都多。

Schwieterman指出在這種情況下,氧分子彼此之間頻繁碰撞,產生短暫的對氧分子,成為擁有獨特特徵的O4分子。

Schwieterman說:「這種O4的特徵可以在恆星紫外線穿透行星大氣的光譜中檢測出,在反射光中也可以看到很多。看到O4特徵暗示著大氣中有太多氧氣,不太可能是以生物方式製造的。」

他繼續說:「有了這些方法,我們可以更快速將目標移到其他可能真正有生物識別特徵氧氣存在的星球。」

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Schwieterman與其同事相信這個研究將會幫助科學家們使用(將於2018年升空)詹姆斯韋伯太空望遠鏡研究系外行星上生命的可能性。

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此研究由NASA天體生物學研究所贊助,發表於天文物理期刊通訊。

來源: RT