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新論文認為詹姆斯韋伯太空望遠鏡足夠強大，可以看到系外行星上的各種生物特征
發(fā)布時間：2025-12-07 18:58:19 來源：骨軟筋酥網(wǎng) 作者：時尚
系外行星大氣的光譜。鳴謝:美國航天局、太空特征歐空局、鏡足加空局、夠強各種STScI
（神秘的上的生物地球uux.cn）據(jù)《今日宇宙》（布萊恩·科柏林）：在另一個世界尋找生命的最大希望不是監(jiān)聽編碼信息或前往遙遠的星球，而是新論系外行星探測系外行星大氣中生命的化學跡象。這一期待已久的文認為詹韋伯望遠成就通常被認為超出了我們現(xiàn)有的天文臺，但一項新的太空特征研究表明，詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)可以實現(xiàn)它。鏡足
迄今為止，夠強各種我們發(fā)現(xiàn)的上的生物大多數(shù)系外行星都是通過凌日法發(fā)現(xiàn)的。從我們的新論系外行星角度來看，這是文認為詹韋伯望遠一顆行星從它的恒星前面經(jīng)過的地方。盡管我們不能直接觀察這顆行星，太空特征但我們可以看到這顆恒星的亮度下降了百分之一。隨著時間的推移，我們觀察恒星，我們可以發(fā)現(xiàn)亮度下降的規(guī)律，這表明行星的存在。
這顆恒星的亮度下降是因為這顆行星擋住了一些星光。但是如果行星也有大氣層，那么有少量的光在到達我們之前會穿過大氣層。根據(jù)大氣的化學成分，某些波長會被吸收，形成星光光譜中的吸收光譜。我們早就能夠通過原子和分子的吸收和發(fā)射光譜來識別它們，所以原則上，我們可以用凌日法來確定一個星球的大氣成分。
雖然這個想法很簡單，但付諸實踐卻很困難。首先，星光不僅僅是穩(wěn)定的光流。信號中有耀斑、星點和其他湍流造成的噪聲。因此，即使只是探測行星亮度下降也很困難。雖然一顆行星阻擋不到百分之一的光線，但穿過系外行星大氣層的星光數(shù)量確實微乎其微。要探測大氣光譜，需要多次凌日和極其詳細的光譜觀測。
系外行星分子的化學起源。鳴謝:Claringbold等人
我們已經(jīng)在一些系外行星上完成了這項工作，例如檢測水和有機化合物的存在，但這些都是針對具有厚大氣層的大型氣體行星完成的。我們還不能在類似地球的巖石世界中做到這一點。我們的望遠鏡對此不夠敏感。但是這項可以在arXiv預印服務(wù)器上獲得的新研究表明，JWST可以根據(jù)大氣中的化學生物特征來檢測某些化學生物特征。
研究小組模擬了五大類類地世界的大氣條件:海洋世界、火山活躍世界、高轟擊時期的巖石世界、超級地球和生命出現(xiàn)時的類地世界。他們假設(shè)所有這些世界的表面壓力都小于5個地球大氣壓，并計算了幾種有機產(chǎn)生的分子如甲烷、氨和一氧化碳的吸收光譜。這些分子也可以通過非生物方法形成，但它們作為概念的證明形成了良好的基線。
他們發(fā)現(xiàn)，在相當厚的大氣層下，JWST，特別是其NIRSpec G395M/H儀器，可以在10次凌日內(nèi)確認這些分子的存在。對于超級地球和其他有厚厚大氣層的世界來說，這是最容易做到的，但對于潛在的宜居世界來說，這仍然是可能的。
鑒于所需的凌日次數(shù)，我們探測JWST生物特征的最佳機會將是紅矮星的近軌道世界，如Trappist-1系統(tǒng)，它有幾個潛在的可居住的地球大小的行星。鑒于生物和非生物起源之間的重疊，JWST觀測可能不足以證實生命的存在，但這項研究表明，我們已經(jīng)非常接近這種能力。
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