新論文認(rèn)為詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡足夠強(qiáng)大，可以看到系外行星上的各種生物特征
作者:熱點(diǎn) 來(lái)源:知識(shí) 瀏覽: 【大 中 小】 發(fā)布時(shí)間:2025-12-10 08:47:29 評(píng)論數(shù):
系外行星大氣的光譜。鳴謝:美國(guó)航天局、太空特征歐空局、鏡足加空局、夠強(qiáng)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(gè)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(yuǎn)的星球，而是新論系外行星探測(cè)系外行星大氣中生命的化學(xué)跡象。這一期待已久的文認(rèn)為詹韋伯望遠(yuǎn)成就通常被認(rèn)為超出了我們現(xiàn)有的天文臺(tái)，但一項(xiàng)新的太空特征研究表明，詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)可以實(shí)現(xiàn)它。鏡足
迄今為止，夠強(qiáng)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(guò)凌日法發(fā)現(xiàn)的。從我們的新論系外行星角度來(lái)看，這是文認(rèn)為詹韋伯望遠(yuǎn)一顆行星從它的恒星前面經(jīng)過(guò)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(shí)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?yàn)檫@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(dá)我們之前會(huì)穿過(guò)大氣層。根據(jù)大氣的化學(xué)成分，某些波長(zhǎng)會(huì)被吸收，形成星光光譜中的吸收光譜。我們?cè)缇湍軌蛲ㄟ^(guò)原子和分子的吸收和發(fā)射光譜來(lái)識(shí)別它們，所以原則上，我們可以用凌日法來(lái)確定一個(gè)星球的大氣成分。
雖然這個(gè)想法很簡(jiǎn)單，但付諸實(shí)踐卻很困難。首先，星光不僅僅是穩(wěn)定的光流。信號(hào)中有耀斑、星點(diǎn)和其他湍流造成的噪聲。因此，即使只是探測(cè)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(guò)系外行星大氣層的星光數(shù)量確實(shí)微乎其微。要探測(cè)大氣光譜，需要多次凌日和極其詳細(xì)的光譜觀測(cè)。
系外行星分子的化學(xué)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(xiàng)工作，例如檢測(cè)水和有機(jī)化合物的存在，但這些都是針對(duì)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(diǎn)。我們的望遠(yuǎn)鏡對(duì)此不夠敏感。但是這項(xiàng)可以在arXiv預(yù)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(xué)生物特征來(lái)檢測(cè)某些化學(xué)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(shí)期的巖石世界、超級(jí)地球和生命出現(xiàn)時(shí)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(gè)地球大氣壓，并計(jì)算了幾種有機(jī)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(guò)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(dāng)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(rèn)這些分子的存在。對(duì)于超級(jí)地球和其他有厚厚大氣層的世界來(lái)說(shuō)，這是最容易做到的，但對(duì)于潛在的宜居世界來(lái)說(shuō)，這仍然是可能的。
鑒于所需的凌日次數(shù)，我們探測(cè)JWST生物特征的最佳機(jī)會(huì)將是紅矮星的近軌道世界，如Trappist-1系統(tǒng)，它有幾個(gè)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(cè)可能不足以證實(shí)生命的存在，但這項(xiàng)研究表明，我們已經(jīng)非常接近這種能力。