或许有生命埋伏在其他行星上,可是被困在上面,咱们怎样能承认生命的存在呢?一个好的主意是,在其他行星世界上寻觅已知咱们所知生命要害成分的化合物。检测到这些所谓的生物特征信息,即已知由活有机体发生的化合物,将是某星球上或许含有生命的有力依据。可是,从如此悠远的行星中提取化学物质,并挑选正真合适的化合物来寻觅,是很杂乱的。荷兰莱顿大学伊格纳斯·斯内伦(Ignas Snellen)教授一直在完善将最大地上望远镜的数据与高对比度成像相结合的技能。
这些成像能够提醒行星等弱小天体,望远镜运用高精度的光谱学来查看它们从太空勘探到的不同波长的光,也便是尽或许地过滤掉实践的星光,使能从系外行星取得的任何信息都可见。经过查看透过行星大气层并抵达地球上的光,就有或许得出存在的气体类型。尽管望远镜还不够大,不足以查看地球巨细的行星光谱,但科学家们正在探究更大的系外行星,即在所谓的热木星上锻炼该办法,这些行星太热了,无法支撑咱们所知的生命。这些是气态巨型系外行星,轨迹十分挨近它们的母星。
系外行星体系
事实上,它们如此挨近以至于潮汐确定,就像地球的月球相同,系外行星在环绕其恒星的每一轨迹上只旋转一次。由于这些行星的一边总是在光亮中,另一边总是在黑私自,光亮的一面变得如此酷热,以至于大气能够欢腾,创造出一股物质从行星上流出的风,有点像彗星的尾巴。在EXOPLANETBIO项目中,斯内伦教授和研讨团队初次运用高精度光谱技能,运用地基望远镜承认热木星大气中氦的含量,这能够提醒这一进程的发展状况。
关于这些热木星来说,这是一个打破,这些类型的外星层尾巴是已知的,但它们很难被观察到,由于只要经过勘探氢才干看到它们,而氢是不能经过地球大气层勘探到的,所以运用了哈勃太空望远镜。现在,有了更强的氦线,能够用望远镜从地上很好地做到这一点。了解热木星是否会从其大气层中渗出,以及或许需求多长时刻,能够解说一切系外行星大气层是怎样跟着时刻而改动的。这种大气逃逸进程现在不是很重要,但在太阳系的前期,它们是重要的,由于太阳要活泼得多。
系外行星的气候
运用这些新技能,研讨团队还能够完成另一个榜首,检测自转速率(行星自转的速度)和系外行星的轨迹速度,热木星上的自旋速率一般适当低,由于它们一般是潮汐确定,这能够提醒一些关于太阳系外行星上气候和相关气候的信息。当一颗行星自转较快时,它会得到像木星那样的带状结构,地球自转较慢,并且有一些带状结构,但它依然主要由低压体系主导。现在,假如有一颗旋转更慢的热木星,就不会得到任何带状结构,而是会得到十分不同的气候体系。
现已能够在这些行星大气中观察到高空的风,由于来自更热,永久白日一侧的能量被旋转到更冷的夜晚一侧。下一年将在欧洲南边天文台(ESO)甚大望远镜(Very Large Telescope)上联网的CRIRES(低温高分辨率红外光谱仪)仪器晋级,将能够在较冷的行星上发现甲烷等化合物,假如在地球巨细的行星中发现甲烷,那么甲烷可所以生命的一部分。天文学家们现在正在学习有一天能够应用于类地行星的办法,(ESO‘s)超大望远镜应该在2026年准备就绪,到时咱们就能够开端勘探类地行星了。
生命的痕迹
可是,即便有来自岩石,地球巨细行星的好样本,怎样知道一种化合物是否真的是生命的标志呢?瑞士伯尔尼大学教授凯文·亨(Kevin Heng)表明:地质学十分拿手制作看起来像生命的东西,比方甲烷。假如考虑到生物特征,它们有必要满意各种条件,它们不能被地质模仿,它们有必要在大气中长时刻存在,这在某种程度上预示着它们十分安稳,或许以某种办法得到弥补,并且它们有必要是可检测到的。作为EXOKLEIN项目的一部分,亨教授正在研讨这样的化合物;
比方氯甲烷和氨,是否能够在行星外的大气中继续满足长的时刻来进行研讨,办法是对环绕矮星的小行星进行建模。关于地球巨细的行星来说,这是一个特别的应战,由于它们的大气层能够跟着时刻的推移而改动。假如看一颗像木星…这样的行星,它们看起来有点像太阳。它们是由氢组成的,它们含有微量的金属元素等。依据这颗行星和这颗恒星之间的差异,天文学家们能够弄清楚它是怎样构成的,它将保存它是怎样构成的化石记载。
可是关于较小的行星来说,大气层跟着时刻推移而发生了明显的改动,比方碳循环。研讨藤椅花了8到10年的时刻,研讨怎样运用为地球(系外行星)规划的气候模型,以及怎样调整和修正它们。当仪器能够丈量较小的行星时,这些模型将被用来为搜集的数据供给潜在解说,以了解化合物是否真的是生物特征,或许能够解说为地质。非同小可的特征需求特殊的证明规范,所以假如某件事与不需求生物学相一致,就会说没有生物学。
一起还在为或许有更戏剧性命运的行星建模,关于环绕赤色恒星的小行星来支撑生命,它们需求有一个十分严密的轨迹,使它们像热木星相同潮汐确定。这在某种程度上预示着夜面真的很冷,或许满足冷,大气中的气领会凝聚成冰。所以,你会得到失控的凝聚,没有大气层--大气层塌缩。这样的陷落会让行星变得冰冷而没有生命,就像火星相同。尽管这项研讨现在仅仅理论上的,但行将到来的使命,如欧洲航天局的Cheops卫星和NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜,应该会发生能够与理论相匹配的数据。
博科园|文:Ethan Bilby/Horizon
参阅期刊《欧盟研讨与立异》
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