研究表明轻碳大气可能预示着系外行星上的水和生命

导读 ​科学家称,行星大气中的低碳丰度可能是宜居性的标志。麻省理工学院和伯明翰大学的科学家们提出,如果一颗类地行星的大气层中的二氧化碳含...

​科学家称,行星大气中的低碳丰度可能是宜居性的标志。

麻省理工学院和伯明翰大学的科学家们提出,如果一颗类地行星的大气层中的二氧化碳含量比同一系统中的其他行星少得多,那么这可能是该行星表面存在液态水的迹象,也可能是存在生命的迹象。

“系外行星科学的圣杯是寻找宜居世界以及生命的存在,但迄今为止所讨论的所有特征都超出了最新天文台的能力范围,”麻省理工学院的行星科学。

“现在我们有办法查明另一个星球上是否有液态水。这是我们在未来几年内可以实现的目标,”de Wit 补充道。

在《自然天文学》杂志上发表的论文中,研究小组描述了他们是如何“通过观察我们自己系统中类地行星的情况”想到这个想法的。

金星、地球和火星有相似之处,因为这三个星球都是岩石,并且居住在相对于太阳而言相对温和的区域。

地球是这三颗行星中目前唯一拥有液态水的行星。研究小组还注意到了另一个明显的区别—​​—地球大气中的二氧化碳明显减少。

英国伯明翰大学的阿莫里·特里亚德说:“我们假设这些行星是以类似的方式形成的,如果我们现在看到一颗行星的碳含量少得多,那么它一定已经去了某个地方。”

“能够从大气中去除这么多碳的唯一过程是涉及液态水海洋的强大水循环。”

研究小组推断,如果在一个遥远的行星上检测到类似地球上的二氧化碳相对于其邻居的消耗,这将是其表面存在液态海洋和生命的可靠信号。

但适宜居住的条件并不一定意味着行星上有人居住。为了了解生命是否真的存在,研究小组建议天文学家寻找行星大气层中的另一个特征:臭氧。

研究人员指出,如果一颗行星的大气层同时显示出臭氧和二氧化碳耗尽的迹象,那么它很可能是一个宜居且有人居住的世界。

“如果我们看到臭氧,它很可能与生命消耗的二氧化碳有关,”特里亚德说。“如果这就是生活,那也是光荣的生活。它不仅仅是一些细菌。它将是一种行星规模的生物质,能够处理大量的碳并与之相互作用。”

研究小组表示,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)可以轻松地在附近的多行星系统(例如 TRAPPIST-1)中探测到二氧化碳相对贫乏、可能还有臭氧的系外行星,TRAPPIST-1 是一个围绕一颗明亮恒星运行的七行星系统,距离只有 40 光年来自地球。

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