在外星世界的大气中检测到这种特定的气体可能是生命的好兆头( 二 )


正如Seager解释的那样,这使其有望成为潜在的生物签名。“异戊二烯是有希望的,因为它是地球上生命所产生的高质量物质,与甲烷的产生量一样!此外,彼此进化距离遥远的各种各样的生命形式(从细菌到动植物)都产生异戊二烯。 ,表明这可能是其他地方的生活也可能构成的某种关键构建块。”
虽然异戊二烯与地球上的甲烷一样丰富,但异戊二烯会与氧气和含氧自由基相互作用而被破坏。因此,Zhang,Seager及其团队选择专注于缺氧气氛。这些环境主要由H2,CO2和氮气(N2)组成,类似于地球的原始大气所组成的环境。
根据他们的发现,一个原始星球(生命开始出现的地方)的大气层中将富含异戊二烯。
在4到25亿年前的地球上就是这种情况,当时唯一的生物是单细胞生物,而光合作用的蓝细菌正在缓慢地将地球的大气层转变成富含氧气的大气层。
到25亿年前,这达到了“大氧化事件”(GOE)的高潮,该事件被证明对许多生物(以及异戊二烯等代谢物)有毒。
也正是在这段时间里,复杂的生命形式(真核生物和多细胞生物)开始出现。在这方面,异戊二烯可用于表征处于重大进化转变之中的行星,并为未来的动物门奠定基础。
但是正如Zhang所言,即使对于JWST来说,消除这种潜在的生物签名也将是一个挑战。
“以异戊二烯为生物标志物的警告是:1.检测[和]需要地球异戊二烯生产率的10x-100x。2.甲烷或其他碳氢化合物的存在会阻碍近红外异戊二烯的光谱特征。独特的用JWST进行异戊二烯的检测将具有挑战性,因为许多碳氢化合物分子在近红外波长中具有相似的光谱特征。但是,关注中红外波长的未来望远镜将能够独特地检测异戊二烯的光谱特征。”
除JWST外, 南希·格雷斯·罗马太空望远镜 (哈勃任务的继任者)也将在2025年之前进入太空。该天文台将具备“一百个哈勃”的能力,其 最新升级的红外滤镜 将使其能够通过与JWST和其他“大天文台”的合作,可以单独描述系外行星的特征。
目前,地球上还建造了数种地面望远镜,它们将依赖于复杂的光谱仪,日冕仪和自适应光学(AOs)。这些望远镜包括 超大型望远镜 (ELT), 巨型麦哲伦望远镜 (GMT), 三十米望远镜 (TMT)这些望远镜也将能够进行系外行星的直接成像研究,并且预期该结果将是开创性的。
在改进的仪器,快速改进的数据分析和技术以及我们的方法论的改进之间,系外行星的研究仅有望进一步加速。
除了有成千上万的可供研究的资源(其中许多将是岩石和类似地球的东西)之外,我们对它们的空前看法将使我们看到那里有多少个可居住的世界。
这是否会导致我们一生中发现地外生命还有待观察。
在外星世界的大气中检测到这种特定的气体可能是生命的好兆头】但是有一件事很清楚。在未来的几年中,当天文学家开始梳理他们将在系外行星大气层中拥有的所有新数据时,他们将获得一份完整的生物签名清单来指导他们。

推荐阅读