我们是孤独的吗?这个问题几乎和人类本身一样古老。今天,这个天文学问题的重点是寻找地球以外的生命。作为一个物种,作为一个星球,我们是孤独的吗?还是在其他地方有生命?
通常这个问题会激发人们对奇怪的绿色人类的想象。然而,生命不仅仅是我们:动物、鱼类、植物甚至细菌都是我们在太空中寻找迹象的东西。
地球上生命的一个特点是它会在大气的化学组成中留下痕迹。所以像这样的痕迹,从很远的地方就能看到,是我们在寻找外星人时要寻找的东西。
英国和美国的科学家刚刚报告了一颗名为K2-18b的行星的大气中一些非常有趣的化学痕迹,这颗行星距离地球约124光年。特别是,他们可能发现了一种在地球上只由生物产生的物质。
K2-18b是一颗有趣的系外行星——一颗围绕另一颗恒星运行的行星。2015年,开普勒太空望远镜的K2任务发现了这颗行星,它是一种被称为亚海王星的行星。正如你可能猜到的那样,它们比我们太阳系中的海王星还要小。
这颗行星的质量大约是地球的8.5倍,围绕着一种叫做红矮星的恒星运行,这种恒星比我们的太阳要冷得多。然而,K2-18b的轨道比海王星离它的恒星更近——在我们所谓的宜居带。这是一个不太热也不太冷的区域,液态水可以存在(而不是冻结成冰或沸腾成蒸汽)。
地球是所谓的岩石行星(原因很明显),但次海王星是气体行星,有更大的大气层,含有大量的氢和氦。它们的大气中也可能含有其他元素。
这让我们想到了K2-18b。
这颗行星最初是由开普勒太空望远镜发现的,该望远镜正在监测遥远的恒星,并希望有行星从它们前面经过。当一颗行星从我们和恒星之间经过时,恒星会瞬间变暗——这就告诉我们那里有一颗行星。
通过测量亮度下降的幅度,行星从恒星前面经过需要多长时间,以及发生的频率,我们可以计算出行星的大小和轨道。这项技术在寻找行星方面很有用,但它并没有告诉我们它们的大气层,而大气层是了解它们是否有生命存在或是否适宜居住的关键信息。
美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜——2021年底发射的大型太空望远镜——现在已经观测并测量了这颗系外行星的大气层。
望远镜通过精确测量光的颜色来做到这一点,它可以探测到特定原子和分子的痕迹。这个过程被称为光谱学,就像测量元素的指纹。
每种元素和分子都有自己的颜色特征。如果你能观察它的颜色特征,你就能做一些侦查工作,找出这个星球上有什么元素或化合物。
虽然这颗行星没有自己的光,但天文学家们等待着K2-18b从它的恒星前面经过,并测量了它穿过行星大气层时的星光,使研究小组能够探测到大气中物质的指纹。
这项新研究发现了大量的二氧化碳和甲烷。这很有趣,因为这就像在我们太阳系的地球、火星和金星上发现的一样,而不是在海王星上发现的。
然而,它也发现了少量的二甲基硫化物。二甲基硫化物是一种有趣的分子,由碳、氢和硫组成。
在地球上,它通常有点臭。但它也与生命密切相关。
我们所知道的在地球上产生二甲基硫化物的唯一过程就是生命。特别是,海洋生物和浮游生物以胀气的形式释放它。
所以,是的,科学家们对外星海洋屁的潜在想法感到兴奋。如果这是真的。并与生命联系在一起。
在地球上,二甲基硫化物与生命有关,而在其他行星上,它可能与地质或化学过程有关。
毕竟,K2-18b有点像海王星——一颗我们真的不太了解的行星。就在上个月,研究人员发现海王星上的云与太阳11年的活动周期密切相关。关于行星和它们的大气层,我们还有很多需要了解的。
此外,二甲基硫化物的测量非常微妙——远不如二氧化碳和甲烷那么强烈。这意味着需要更详细的测量,以提高信号的强度。
其他望远镜可能也需要加入进来。智利的甚大望远镜上的仪器能够测量其他恒星周围行星的大气——澳大利亚赛丁泉天文台的英澳望远镜上的一种名为Veloce的新仪器也是如此。
新的太空望远镜,如欧洲正在建造的PLATO,也将帮助我们更好地了解外星大气。
因此,虽然K2-18b上的二甲基硫化物的迹象可能与生命无关,但它们仍然是一个令人兴奋的前景。还有很多值得探索的地方。
本文转载自The Co在知识共享许可下的对话。阅读原文。