华盛顿大学虚拟行星实验室于2月26日发表了这项研究天体物理学杂志通讯将帮助天文学家更好地识别并排除在地球以外寻找生命的“假阳性”。

将于2018年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)等功能强大的未来设备，可能会帮助天文学家在一些遥远的星球上寻找生命，方法之一是在它们的大气中寻找氧气的证据——一种“生物特征”。这是通过凌日光谱学来完成的，即研究当行星经过或经过主星前时，通过行星大气层可见的光的光谱特征。

“我们想确定是否有我们可以观察到的东西，在系外行星中暴露了这些‘假阳性’案例，”首席作者、天文学博士生爱德华·施维特曼说。“我们在论文中称他们为‘生物特征冒名顶替者’。

“太阳系外生命的潜在发现具有如此巨大的规模和影响，我们真的需要确保我们是正确的——当我们解释来自这些系外行星的光时，我们确切地知道我们在寻找什么，什么会愚弄我们。”

在地球上，氧气几乎完全是由光合作用产生的——植物和藻类将太阳光线转化为维持生命的能量。因此，地球上的氧气生物特征确实是生命存在的证据。但这可能并不普遍。

虚拟行星实验室之前的研究发现，一些世界可以通过“非生物”或非生命的方式制造氧气。这种情况更有可能发生在围绕低质量恒星运行的行星上，这些恒星比我们的太阳更小、更暗，也是宇宙中最常见的恒星。

他们发现的第一个非生物方法是，恒星的紫外线将二氧化碳分子分离，释放出一些氧原子，形成氧气，也就是地球大气中存在的氧气。

当研究人员通过计算机建模发现，这个过程不仅会产生氧气，而且还会产生大量可能可检测到的一氧化碳时，这种特殊的氧气生物特征可能并不意味着生命。施维特曼说:“因此，如果我们在一颗岩石行星的大气中同时看到二氧化碳和一氧化碳，我们就会知道，未来探测到氧气是否意味着生命，这是非常可疑的。”

研究小组还发现了一种非生物氧的指示物，这种指示物是由星光产生的，类似于分解大气中的水H2O，使氢逸出，留下大量的氧气——远远超过地球大气中曾经有过的氧气。

施维特曼说，在这种情况下，氧分子经常相互碰撞，产生寿命很短的氧分子对，这些氧分子对变成了O4分子，它们有自己独特的特征。

施维特曼说:“某些O4特征可以在过境光谱中检测到，更多的O4特征可以在反射光中看到。”“看到大量的O4特征可能会提示你，这种大气中含有太多的氧气，无法通过生物方式产生。”

他说:“有了这些策略，我们可以更快地转向更有希望的目标，这些目标可能具有真正的氧气生物特征。”

华盛顿大学天文学教授、虚拟行星实验室首席研究员维多利亚·梅多斯说:“探测生物特征气体是一回事，但能够解释你所看到的是另一回事。”“这项研究很重要，因为生物特征冒名顶替者可能在围绕低质量恒星运行的行星中更为常见，这将是我们在未来十年中在太阳系外寻找生命的第一个地方。”

来源:http://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-02/uow-loi022916.php

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