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地球光譜信息 地外生命尋找指南

2019-09-29 11:01:04來源：儀器網關鍵詞：光譜閱讀量：4043
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導讀：8月，麥吉爾大學的研究人員在《天文學會月刊》發表一項研究，構建了地球的“傳輸光譜”，它顯示了存在生命的星球光譜的關鍵信息——同時存在甲烷和臭氧。這個信息將幫助我們在尋找地外行星的過程中篩選出地球2.0。

　　【儀器網 時事聚焦】除了地球，宇宙中是否還有其他星球存在生命？對外星生命和外星文明的幻想貫穿了科幻作品的發展歷程，尋找地外生命也是天文學一直追尋的一個目標。人類不斷向宇宙發射無線電波，試圖聯系宇宙中其他智慧生命并期待得到回應。雖然至今沒有發現外星文明的蹤跡，但科學家們并沒有放棄努力。
 
 
　　尋找文明達到探索宇宙程度的外星人難度太大，一個更簡單的方法是搜索宜居星球。與地球環境類似的行星，存在生命的可能性要遠高于其他行星。也許有人會問，宇宙這么大，難道沒有與地球生命完全不同的生命形態，生活在與地球完全不同的環境中嗎，比如《變形金剛》里的汽車人？我們需要知道，自然規律在宇宙中是普遍適用的，地球上發現的基本規律放之宇宙皆準。既然地球上誕生了生命且都是碳基生命，那么地外生命誕生在與地球環境類似的星球上且同為碳基生命的可能性也是大的。
 
　　尤里-米勒實驗已經證實，由水、甲烷、氨、氫氣與一氧化碳組成的大氣和液態水以及閃電是原始生命誕生的必要環境條件。尋找地外生命就相當于尋找具有這些生命演化必備條件的星球。
 
　　從1995年發現顆系外行星到現在，我們已經找到了4000多顆系外行星，其中大部分行星是通過“凌日法”發現的。凌日法的原理很簡單：當行星運行到恒星“前面”時，恒星的光會被擋住一部分，使觀測到的亮度發生變化。如果一顆恒星的亮度周期性變暗，就可以判斷它的周圍至少有一顆行星。當行星“凌日”時，恒星的一部分光線會通過行星的大氣層，部分波長的光被行星大氣中的分子吸收，從而在光譜中留下行星大氣的痕跡。通過比較光譜的變化，就可以檢測行星大氣的成分，從而判斷生命存在的可能性大小。
 
　　8月，麥吉爾大學的研究人員在《天文學會月刊》發表一項研究，構建了地球的“傳輸光譜”，即地球凌日時在外太空觀測到的地球光譜信息。這一數據也被稱為“地球指紋”。它顯示了存在生命的星球光譜的關鍵信息——同時存在甲烷和臭氧。自然環境中，甲烷和臭氧會發生化學反應，無法長期共存，除非有生命活動存在。甲烷和臭氧的共存也因此被稱為“生物標記”。雖然現階段太空望遠鏡的靈敏度還不足以進行這么細致的檢測，但在未來這種標記將幫助我們在尋找地外行星的過程中篩選出地球2.0。
 
　　9月11日，倫敦大學學院的一項研究成果在《自然·天文》雜志上發表，研究稱他們在一顆名為K2-18b的行星上發現了水蒸氣存在的痕跡。這是人類發現的顆位于宜居并且確認有水存在的行星。受限于目前技術的不足，K2-18b大氣成分檢測的數據精度很低，水蒸氣含量的范圍大到0.01%～50%，作為生物標志的甲烷與臭氧更是無法檢測。但這已經是一個很好的開端。
 
　　預定在2021年發射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡將接替哈勃望遠鏡成為人類的太空之眼，它擁有更強大的紅外光譜探測器，能進行更精細的光譜檢測。隨著科技的發展，未來還會有更先進的太空望遠鏡出現，依靠地球的傳輸光譜信息，我們尋找地外生命將更簡單。
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