 藝術(shù)家對(duì)“淺橙色點(diǎn)”的印象——早期地球的樣子。鳴謝:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局/戈達(dá)德太空飛行中心/弗朗西斯·雷迪 （神秘的地球地球uux.cn）據(jù)今日宇宙（埃文·高夫）：我們離可靠地探測(cè)遙遠(yuǎn)星球上的生物特征越來越近了。大部分的相匹行星重慶外圍價(jià)格查詢（電話微信189-4469-7302）重慶外圍女價(jià)格多少重點(diǎn)是確定哪些化學(xué)物質(zhì)表明生命的存在。 但是上可生命生命也可以在一個(gè)系統(tǒng)中創(chuàng)造自由能量，多余的容易能量可以創(chuàng)造化學(xué)不平衡。這就是早期找地球上生命開始時(shí)發(fā)生的事情。化學(xué)失衡可能是地球生物信號(hào)嗎？ 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)有多余的能量時(shí)，它表現(xiàn)為化學(xué)平衡。相匹行星每個(gè)星球都是上可生命一個(gè)系統(tǒng)，生命可以產(chǎn)生多余的容易能量。那么，早期找如果我們檢測(cè)到化學(xué)平衡，地球我們是相匹行星重慶外圍價(jià)格查詢（電話微信189-4469-7302）重慶外圍女價(jià)格多少在檢測(cè)生物信號(hào)嗎？我們?cè)谔綔y(cè)生命嗎？也許吧。尤其是上可生命如果我們正在尋找一顆與早期地球非常相似的系外行星。 新的容易研究解決了這個(gè)問題。這項(xiàng)研究的標(biāo)題是“推斷元古代類地系外行星的化學(xué)不平衡生物特征”主要作者是北亞利桑那大學(xué)天文和行星科學(xué)系的Amber Young。該文件可在預(yù)打印服務(wù)器arXiv上找到。 “當(dāng)試圖推斷一個(gè)遙遠(yuǎn)的世界是否有人居住時(shí)，化學(xué)不平衡是生命的一個(gè)潛在指標(biāo)，這在太陽(yáng)系行星環(huán)境中有很長(zhǎng)的研究歷史，”作者在他們的論文中寫道。  這是一個(gè)核形石，一個(gè)由元古代藍(lán)細(xì)菌形成的層狀結(jié)構(gòu)。元古代持續(xù)了20億年，像這樣簡(jiǎn)單的生活持續(xù)了整個(gè)世代并改變了大氣。鳴謝:uux.cn/https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en伯努瓦·波廷 當(dāng)甲烷(CH4)和氧氣(O2)都存在于大氣中時(shí)，這表明生命正在活動(dòng)。這是因?yàn)椋谘鯕猸h(huán)境中，甲烷只能維持大約10年。它的存在表明不平衡。為了讓它存在，它必須不斷地被補(bǔ)充，補(bǔ)充的數(shù)量只有生命才能產(chǎn)生。 吉布斯自由能的概念試圖抓住這個(gè)想法。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，熱力學(xué)勢(shì)最小。系統(tǒng)離化學(xué)平衡越遠(yuǎn)，吉布斯自由能越大。 “量化化學(xué)不平衡的主要指標(biāo)包括計(jì)算與觀察到的系統(tǒng)和該系統(tǒng)的理論平衡狀態(tài)相關(guān)的化學(xué)能的差異，”作者解釋說。研究人員正在探索如何利用吉布斯自由能來了解我們太陽(yáng)系中的世界。更重要的是，研究人員正在努力理解它如何應(yīng)用于地球歷史。 這項(xiàng)研究集中在元古代，地球四個(gè)世代中的第三個(gè)。它從25億年前到5.41億年前不等，跨越了地球歷史上的兩次重大事件。在元古代開始時(shí)，自由氧出現(xiàn)在地球的大氣中，元古代正好在復(fù)雜生命出現(xiàn)之前結(jié)束。 使用吉布斯度量作為生物標(biāo)志的絆腳石是，當(dāng)試圖在類地系外行星上理解它時(shí)，我們不知道觀測(cè)的不確定性是什么。在這項(xiàng)研究中，類地意味著“一個(gè)有海洋、地球大小的世界，表面壓力和溫度與地球相似，大氣主要由N2、H2O和二氧化碳組成，含有微量的甲烷和不同水平的氧氣，”作者解釋道。  該研究圖顯示了從高吉布斯能豐度到低吉布斯能豐度的三種元古代地球模擬情況的三種大氣光譜。x軸表示以m為單位的波長(zhǎng)，y軸表示行星到恒星的通量。這個(gè)想法是，如果我們正在觀察遙遠(yuǎn)的系外行星的光譜，任何類似于元古代地球的都可能有類似的光譜。在右上方的圖例中，列出的化學(xué)物質(zhì)和“x2”表示觀察每種化學(xué)物質(zhì)所需的精度。我們還沒有達(dá)到所需的精度，但是未來的望遠(yuǎn)鏡會(huì)達(dá)到。鳴謝:uux.cn/楊等人2023。 科學(xué)家對(duì)元古代時(shí)期的地球有了相當(dāng)多的了解，當(dāng)然，還有許多未解之謎。在努力理解一些觀測(cè)不確定性的過程中，研究人員為地球模擬了兩種不同的場(chǎng)景，為火星模擬了一種。 每種情況都包含不同數(shù)量的自由大氣能量。然后，他們探索了這些模擬行星的大氣層在不同場(chǎng)景下如何反射光線:大氣層中的高、中和低生物特征氣體。 結(jié)果是我們可能在系外行星大氣中觀察到的光譜，模擬了元古代地球的三種不同情況。 “限制可用的吉布斯自由能是一種有前途的表征策略，它與現(xiàn)有的生物信號(hào)氣體檢測(cè)技術(shù)有很好的協(xié)同作用，”作者總結(jié)道。但是為了實(shí)現(xiàn)這一潛力，我們需要信噪比性能更好的更好的望遠(yuǎn)鏡。希望這些正在路上。 “對(duì)于一個(gè)6米級(jí)的空間望遠(yuǎn)鏡，其噪聲特性以LUVOIR-B概念為模型，這里探索的高信噪比情況可以通過投資兩到四周的觀察時(shí)間，在距離太陽(yáng)主機(jī)5-7 PC(16到23光年)的距離上對(duì)類地目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，”作者解釋說。 雖然這聽起來像是很長(zhǎng)的觀察時(shí)間，但它符合HabEx望遠(yuǎn)鏡概念的預(yù)期目標(biāo)觀察時(shí)間。一顆潛在的元古代類地系外行星是一個(gè)高價(jià)值的目標(biāo)，值得投入大量的觀測(cè)時(shí)間。太空望遠(yuǎn)鏡還應(yīng)該優(yōu)先考慮別的事情嗎？不太可能。 “從觀測(cè)的角度來看，表征CH4和O2的豐度對(duì)于推斷地球類似物在其大部分進(jìn)化歷史中的大氣化學(xué)不平衡信號(hào)是至關(guān)重要的，”作者寫道。 雖然我們傾向于將我們周圍看到的一切正常化，但地球目前的狀態(tài)很難稱得上“正常”地球在歷史上的大部分時(shí)間里都非常不同。尋找與地球在元古代相似的行星是有意義的。 元古代持續(xù)了20億年，在整個(gè)時(shí)期，生命積極地塑造了它的大氣。如果我們足夠幸運(yùn)地發(fā)現(xiàn)了另一顆支持生命的系外行星，那么純粹出于偶然，它可能看起來更像元古代的地球，而不是現(xiàn)代的地球。 |