在外星世界的大气中检测到这种特定的气体可能(2)
虽然异戊二烯与地球上的甲烷一样丰富,但异戊二烯会与氧和含氧自由基相互作用而被破坏。因此,张、西格和他们的团队选择了关注缺氧气氛。这些环境主要由H2、CO2和氮(N2)组成,类似于地球原始大气组成的环境。
根据他们的发现,原始行星(生命开始出现的地方)的大气将富含异戊二烯。
400 到 25 亿年前的地球就是这种情况,当时唯一的生物是单细胞生物,光合蓝藻正在慢慢地将地球大气转变为富含氧气的大气。
到 25 亿年前,这达到了“大氧化事件”(GOE) 的高潮,事实证明这对许多生物(以及异戊二烯等代谢物)有毒。
正是在这段时间,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经历重大进化转变的行星,并为未来的动物门奠定基础。
但正如 Zhang 所说,即使对于 JWST,消除这种潜在的生物识别签名也将是一个挑战。
“异戊二烯作为生物标志物的警告是:1.检测[和]需要地球异戊二烯生产力的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戊二烯的光谱特性。将 JWST 用于异戊二烯检测的独特用途将具有挑战性,因为许多碳氢化合物分子在近红外波长具有相似的光谱特征。但是,未来专注于中红外波长的望远镜将能够独特地检测异戊二烯的光谱特征。
>除了JWST,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“百哈勃”能力,其新升级的红外滤光片将使其能够通过与JWST等“大型天文台”合作,独立描述系外行星的特征。
目前,地球上建造了数个地面望远镜,它们将依赖复杂的光谱仪、日冕仪和自适应光学 (AO)。这些望远镜包括甚大望远镜 (ELT)、巨型麦哲伦望远镜 (GMT) 和三十米望远镜 (TMT)。这些望远镜还将能够对系外行星进行直接成像研究,预计结果将是开创性的。
在改进的仪器、快速改进的数据分析和技术以及我们方法的改进之间,对系外行星的研究只能进一步加速。
除了数以千计的研究资源(其中许多将是岩石和类似地球的东西)之外,我们对它们的前所未有的看法将使我们能够看到有多少宜居世界。
这是否会导致在我们的生活中发现外星生命还有待观察。
但有一件事是清楚的。在接下来的几年里,随着天文学家开始梳理他们将在系外行星大气中获得的所有新数据,他们将收到一份完整的生物特征清单来指导他们。
文章来源:《大气与环境光学学报》 网址: http://www.dqyhjgxxb.cn/zonghexinwen/2021/0822/545.html