【{$randkws}】研究发现，碳质大气可能是其他类地行星上水和生命的迹象 - {$web_name} 但这些特征很有考验性

探究察觉，碳质大气或许是其他类地行星上水和生命的迹象。信用:uux.cn/Pixabay/CC0公共领域
（神秘的地球uux.cn）据麻省理工学院（詹妮弗·朱）：麻省理工学院(MIT)、伯明翰大学(University of Birmingham)和其他地方的科学家强调，天文学家在其他行星上找到液态水乃至生命的详细续航测试分析最佳机遇是寻找它们大气中化学特征的缺失，而不是存在。
探究人员提出，假如一颗类地行星的大气中二氧化碳含量比同一操控系统中的其他行星低得多，这或许是该行星表面存在液态水——或许还有生命——的迹象。
更重大的是，这个新的特征在美国全国航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的视野之内。尽管科学家提出了其他可居住的迹象，但这些特征很有考验性，假如不是成年人的离别：久别重逢不或许用当前的技术来测量的话。该团队强调，这一相对枯竭的二氧化碳的新特征是当下唯一可探测到的可居住性迹象。
麻省理工学院行星科学助理教授Julien de Wit说:“系外行星科学的圣杯是寻找可居住的全球，以及生命的存在，但迄今为止谈论的所有特征都超出了新近天文台的范围。”“如今我们有办法察觉另一个星球上是否有液态水。这是我们在前方几年可以做到的目标。”
该小组的察觉将发表在《自然天文学》上。De Wit和英国伯明翰大学的Amaury Triaud共同领导了这项探究。麻省理工学院的合著者含有Benjamin Rackham、Prajwal Niraula、Ana Glidden Oliver Jagoutz、Matej Pe、Janusz Petkowski和Sara Seager，深度刘亦菲推荐以及伍兹霍尔海洋探究所(WHOI)的Frieder Klein、法国巴黎理工学院的Martin Turbet和波尔多天体物理评测室的Franck Selsis。
一线之外
迄今为止，天文学家已然探测到太阳系以外的5200多个星球。运用当下的望远镜，天文学家可以直接测量一颗行星到其恒星的距离以及它达成一个轨道所需的时间。这些测量可以合作科学家推断一颗行星是否在可居住区域内。但是还没有办法直接证实一颗行星是否的确适合居住，这意味着液态水存在于它的表面。
在我们的太阳系中，科学家可以经由观察“闪光”——反射到液体表面的阳光——来测试液态海洋的存在。例如，在土星最大的卫星土卫六上已然观察到这些闪光或镜面反射，这有助于证实该卫星的今日爱情片精选大湖。
但是，在遥远的行星上探测相似的微光，当下的技术还无法做到。但是de Wit和他的同仁们意识到，在离家很近的地方还有另一个可居住的特征，可以在遥远的全球探测到。
“经由观察我们自己操控系统中的类地行星，我们形成了一个想法，”特里奥说。
金星、地球和火星有相似之处，由于它们都是多岩石的，并且居住在相针对太阳而言相对温和的区域。地球是当下三颗行星中唯一拥有液态水的行星。该小组还注意到另一个显著的区别:地球大气中的二氧化碳含量要少得多。
“我们假设这些行星是以相似的方式形成的，假如我们如今目睹一颗碳含量少得多的行星，它一定去了某个地方，”特里奥说。“唯一能从大气中去除这么多碳的过程是一个包含液态水海洋的强水循环。”
事实上，地球的海洋在吸收二氧化碳方面发挥了重大而持久的作用。在数亿年的时间里，海洋吸收了众多的二氧化碳，差不多相当于今日金星大气中的二氧化碳量。这种行星规模的效应使得地球大气中的二氧化碳含量比它的邻居要少得多。
“在地球上，大若干大气二氧化碳在地质时间尺度上被隔离在海水和固体岩石中，这有助于调节气候和可居住性数十亿年，”探究报表的合著者弗里德·克莱恩说。
该团队推断，假如在一个相针对其邻居而言遥远的星球上测试到相似的二氧化碳枯竭，这将是其表面存在液态海洋和生命的可靠通讯。
“在广泛审查了许多领域的文献后，从生物学到化学，乃至是气候转变背景下的碳封存，我们相信，假如我们测试到碳枯竭，它很有或许是液态水和/或生命的强烈迹象，”德威特说。
生命路线图
在他们的探究中，该团队提出了一种经由寻找耗尽二氧化碳的通讯来探测可居住行星的策略。这种检索最适合“豆荚里的豌豆”操控系统，在这种操控系统中，多个大小一样的类地行星彼此相对靠近，相似于我们的太阳系。该团队提出的第一步是经由简易地寻找二氧化碳的存在来证实行星有大气层，二氧化碳预计将主导大多数行星的大气层。
“二氧化碳是一种相当强的红外线吸收剂，可以很轻松地在系外行星的大气中探测到，”德威特阐释道。"二氧化碳的通讯可以揭示系外行星大气的存在."
一旦天文学家确定一个操控系统中的多个行星拥有大气层，他们就可以持续测量它们的二氧化碳含量，看看一个行星是否比其他行星显著更少。假如是这样的话，这颗行星很或许适合居住，这意味着它的表面拥有众多的液态水。
但是适宜居住的条件并不一定意味着一个星球有人居住。以便测试生命是否真的存在，探究小组提议天文学家寻找行星大气中的另一个特征:臭氧。
探究人员强调，在地球上，植物和一些微生物有助于吸收二氧化碳，尽管不如海洋那么多。但是，身为这一过程的一若干，生命形式释放出氧气，氧气与太阳的光子发生反应，转化为臭氧——一种比氧气本身更轻松测试的分子。
探究人员强调，假如一颗行星的大气层显示出臭氧和二氧化碳耗尽的迹象，那么它或许是一个适合居住和有人居住的全球。
“假如我们目睹臭氧，它很有或许与生命消耗的二氧化碳有关，”特里奥说。“假如这是日常，这是光荣的日常。这不只仅是一些细菌。这将是一种行星规模的生物质，能够处理众多的碳，并与之相互作用。”
该团队估计，美国全国航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜将能够测量附近的多行星操控系统中的二氧化碳，或许还有臭氧，如Trapp ist-1——一个围绕一颗明亮恒星管理的七行星操控系统，距离地球仅40光年。
“TRAPPIST-1是少数几个我们可以用JWST开展陆地大气探究的操控系统之一，”de Wit说。“如今我们有了寻找可居住行星的路线图。假如我们齐心协力，前方几年内就能达成颠覆性的察觉。”