科学家正在系外星球大气层寻找一氧化二氮,这也是孕育生命的标志

经典的微语[已注销] 2022-10-06 02:14:11

美国科学家表示,我们一直在寻找系外行星,尤其是一些处于宜居带的,可能孕育着生命的行星,寻找这些行星上典型化学物质非常重要。“我们平时非常关注氧气和甲烷等生物信号,但是很少有科学家们认真考虑过氧化亚氮,我们现在认为这是一个错误。”于是,美国科学家们领导了一个研究小组,他们制作了模型,模拟不同恒星周围的行星,并模拟了詹姆斯·韦伯太空望远镜等天文台可以探测到的N2O的数量。

科学家们解释说:“在像TRAPPIST-1这样的恒星系统中,可以探测到与二氧化碳或甲烷水平相当的N2O。TRAPPIST是观测岩石行星大气的最近和最好的系统。”氧化亚氮N2O是地球大气的一种成分,它也是生命存在所必须得化学物质。生物可以通过多种方式产生氧化二氮,微生物不断地将其他氮化合物转化为N2O,这是一个可以产生细胞能量的代谢过程。

科学家们解释说:“生命会产生氮废物,这些氮废物会被一些微生物转化为硝酸盐。在鱼缸中,这些硝酸盐会积累起来,这就是为什么你必须更换水的原因。然而,在海洋的适当条件下,某些细菌可以将这些硝酸盐转化为N2O,然后气体会泄漏到大气中。”

在某些情况下,可以在系外行星大气中检测到N2O,但即使如此也不能说明这颗星球存在生命,科学家们在建模时也考虑到了这一点。例如,少量氧化亚氮是由闪电产生的。但除了N2O外,闪电还会产生二氧化氮,这将为天体生物学家提供线索,说明非生物天气或地质过程产生了这种气体。

其他参与评审的科学家也认为N2O是一种生物信号气体,但是从这么远的地方很难检测到它。科学家们解释说,这个结论是基于今天地球大气中的N2O浓度得出的。“像K矮星和M矮星这样的普通恒星产生的光谱在分解N2O分子方面不如我们的太阳有效。这两种效应结合在一起,可以大大增加这种生物信号气体的数据量。”

研究小组认为,现在是天文生物学家考虑替代生物信号气体(如N2O)的时候了,因为詹姆斯·韦伯望远镜很快会在TRAPPIST-1系统中发现有关岩石状类地行星大气的信息。“我们想提出这个想法,无论是未来还是现在研究,都是一个新的方向,我们也需要从很多种化学信号中寻找地外生命过去或者现在存在的证据。”

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