
這幅藝術(shù)家的插圖展示了一顆有活火山的系外行星。但是是生命
太原外圍(外圍預約)外圍女價格(微信181-8279-1445)提供一二線城市真實上門外圍上門外圍女,快速安排30分鐘到達從很遠的地方我們看不到火山,只能看到它們對大氣的還火山影響,當涉及到生物特征時,是生命這就把水攪渾了。還火山鳴謝:uux.cn/美國宇航局戈達德太空飛行中心/克里斯·史密斯
(神秘的是生命地球uux.cn)據(jù)今日宇宙(埃文·高夫):天文學家正在努力理解生物特征,以及它們?nèi)绾伪砻飨低庑行巧洗嬖谏_€火山但是是生命我們遇到的每個星球都是一個獨特的謎。當談到行星大氣層時,還火山碳是是生命一大難題,因為它對氣候和生物地球化學有著強大的還火山影響。如果科學家能夠弄清楚一顆行星的是生命碳是如何從哪里來的,以及它在大氣中的還火山
太原外圍(外圍預約)外圍女價格(微信181-8279-1445)提供一二線城市真實上門外圍上門外圍女,快速安排30分鐘到達表現(xiàn)如何,他們就在解決這個難題上取得了進展。是生命
但是,系外行星大氣中的碳的一個問題是,它可以發(fā)出混合信號。
在這種情況下,碳意味著所有主要的碳物種,如二氧化碳、一氧化碳和甲烷(CO2、CO和CH4)。)一項新的研究調(diào)查了類似地球的系外行星大氣中這些化學物質(zhì)的多樣性,這些系外行星圍繞類似太陽的恒星運行。
這項研究是“類地無生命行星大氣中二氧化碳、一氧化碳和甲烷的相對豐度”它已經(jīng)被提交給《天體物理學雜志》,并且可以在預印服務器arXiv上獲得。作者是渡邊泰人和小崎一美。渡邊隸屬于東京大學地球和行星科學系,小崎隸屬于東京工業(yè)大學地球和行星科學系。
這項研究特別關(guān)注CO。“我們專注于富含CO的大氣的形成條件,這將有利于生命的起源,”作者寫道。
在地球目前的大氣中,一氧化碳不能積累,因為化學反應會破壞它。但是在遙遠的過去,30億年前,當海洋中充滿簡單的生命時,二氧化碳可能已經(jīng)積累在地球的大氣層中。這是因為大氣中的氧氣非常少,太陽也更暗。
所以當我們尋找生物特征時,含有一氧化碳的大氣可能意味著簡單的生命。這是因為它是生命碳和氧的重要來源。但事情還沒那么簡單。這項研究旨在解開系外行星大氣的一些細節(jié),以便我們可以識別哪些碳分子混合物,包括一氧化碳,可能是生物信號。

該研究的示意圖說明了研究中考慮的海洋/大氣系統(tǒng)的共同循環(huán)。鳴謝:uux.cn/渡邊和小崎2023
“因此,詳細了解那些控制行星大氣中二氧化碳、一氧化碳和甲烷相對豐度的因素,對尋找太陽系以外的可居住行星具有深遠的影響,”論文指出。
這項研究中的一個關(guān)鍵概念叫做一氧化碳逃逸。在類似早期地球的大氣中,氧氣含量非常少,一氧化碳是由紫外線輻射的光解作用產(chǎn)生的。在等式的另一邊,它被源于水的光解離的化學反應所破壞。當條件合適時,產(chǎn)生的一氧化碳多于被破壞的一氧化碳,這會導致一氧化碳逃逸。
理解一氧化碳逃逸對生命的出現(xiàn)至關(guān)重要,因為生命所必需的前生物化學物質(zhì)——尤其是肽——在富含一氧化碳的大氣中比在富含二氧化碳的大氣中更容易產(chǎn)生。來自火星的證據(jù)支持了這一觀點。
這兩位研究人員使用大氣化學模型來研究CO逃逸背后的細節(jié),以及它如何幫助我們辨別哪些系外行星可以庇護生命。
行星是海洋、陸地和大氣之間復雜的反饋機制。恒星也扮演了重要的角色,部分是因為它們的紫外光驅(qū)動光解離。每個系統(tǒng)都略有不同,有時——或者至少曾經(jīng)——它們會產(chǎn)生生命。如果研究人員是對的,一氧化碳逃逸是一種生物信號,那么他們就有所發(fā)現(xiàn)。
在他們模擬的大氣中,CO逃逸起了重要作用。“……大氣化學在一氧化碳逃逸發(fā)生之前和之后被清楚地分為兩組,”他們解釋說。
研究人員在大氣化學中發(fā)現(xiàn)了一個對生命至關(guān)重要的明顯空白。“我們的系統(tǒng)檢查顯示,大氣化學可以在pCH4/pCO2相對于pCO/pCO2的相空間中清楚地分類,其中出現(xiàn)了明顯的間隙結(jié)構(gòu)。”

研究中的這個數(shù)字顯示了研究人員模擬中出現(xiàn)的“一氧化碳差距”。“這種間隙結(jié)構(gòu)源于大氣中CO和CH4的不同行為,因此它可能是各種類地系外行星的普遍特征,”研究小組寫道。鳴謝:uux.cn/渡邊和小崎2023
那么,行星科學家能否將這個缺口視為生物信號呢?事情沒那么簡單,有一件事讓結(jié)果變得模糊不清:火山。
巖漿通過釋放出比甲烷更多的一氧化碳來改變大氣。因此,它可能會導致CO逃逸,而不需要UV能量來驅(qū)動CO的產(chǎn)生和積累。“我們對前地球條件的研究結(jié)果表明,CO的光化學不穩(wěn)定性(即CO逃逸)往往是由更高的大氣pCO2水平和還原氣體的除氣通量增加引發(fā)的,”他們寫道。
這兩位研究人員還沒有給我們一個萬無一失的方法來檢測生物特征。但他們所做的是為未來的研究鋪平道路,當涉及到生物特征時,可以讓我們更接近更大的確定性。“……CO逃逸間隙結(jié)構(gòu)將是圍繞類太陽恒星運行的類地行星的一個普遍特征,”他們寫道。
研究人員寫道:“因此,為了更好地限制一氧化碳逃逸所需的條件,大氣和固體地球過程的耦合建模至關(guān)重要。”固體地球過程是發(fā)生在地殼、地幔和地核的過程。所以基本上,火山。
像這樣的研究總是會引出更多需要調(diào)查的問題。但對于我們這些不是科學家的人來說,這項工作說明了行星、化學和生命背后的非凡復雜性,以及我們看到的關(guān)于可居住的系外行星的一些簡單標題背后的復雜性。
“這些結(jié)果推進了我們對中心恒星光譜類型、大氣成分、氣候、構(gòu)造活動和生命起源之間復雜關(guān)系的理解,有助于正在進行的對太陽系以外可居住世界的探索,”他們總結(jié)道。