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氧气辐射-恒星的紫外辐射也会导致行星上产生氧气分子

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因此,弗朗斯設計了西斯廷(SISTINE)計劃,並於近期在新墨西哥州的白沙導彈靶場完成了發射任務。它將紫外光譜儀搭載在BrantIX探空火箭上飛行15分鐘,觀察遙遠的恆星,以幫助明晰圍繞它們運行的行星上的生命跡象。

紫外線也可以“製造”生命跡象“一般而言,被我們稱為宜居帶中的行星要求具備合適的溫度,以及液態水。”中科院雲南天文臺研究員郭建恆在接受採訪時表示,如果在此基礎上,這些行星的大氣中探測到有相當的氧存在,那麼我們會期待這是個宜居星球。

“對恆星遠紫外的觀測是較為困難的。在過去的幾十年裡,僅僅有幾個儀器開展了這方面的工作。”郭建恆表示,哈勃太空望遠鏡是其中的一個。哈勃太空望遠鏡是一臺功能很強大的望遠鏡,它覆蓋了紫外、可見光和紅外的波段。在紫外波段的觀測主要依賴於COS和STIS兩台儀器。

西斯廷計劃2020年再次飛行,觀測距離地球4.37光年的半人馬座阿爾法三星系統中的兩顆恆星。在這兩顆恆星中,其中有一顆擁有離地球最近的系外行星。

因此,探測行星大氣中的氧氣一直以來都是我們尋找地外生命的一個標準。但是,近期天文學家們發現,光探測行星是不夠的,因為它所圍繞的恆星很有可能會製造出迷惑的“假象”。

近期,天文學家發現,我們原本認為是生命跡象的標誌可以由非生物過程激發出來。美國科羅拉多大學博爾德分校的天文學家凱文·弗朗斯認為,要想獲得一個行星上真實的生命跡象,你必須超越行星本身,去觀測它所環繞的那顆閃耀的恆星。

本次的觀測目標是顆白矮星的氣體星雲NGC6826。行星狀星雲是中小質量恆星死亡之後的產物,紫外輻射強,有許多尖銳的譜線。“這次觀測主要是為了測試西斯廷的儀器。”王煒表示,SISTINE將為新的大型空間項目提供技術驗證,包括紫外探測器和新的光學鍍膜技術等。

“和SISTINE相比,在90—120納米的波段,COS和STIS的探測能力不夠強,而西斯廷能夠很好的探測91.2—160納米的波長範圍。”郭建恆在採訪中說。

“因此,要在行星上尋找地外生命,我們必須瞭解其圍繞恆星的紫外輻射特性。”郭建恆表示。

西斯廷還可以測量耀斑,或明亮的恆星爆炸,這些耀斑會同時釋放出強劑量的遠紫外光。頻繁的耀斑會把適宜居住的環境變成致命的威脅。

天聞頻道實習生林文慧本報記者徐玢在與地球截然不同的世界上,我們認為的“生命信號”可能並不那麼準確。

西斯廷任務先行測試技術儀器因此,弗朗斯發佈了西斯廷任務,觀察具有行星的恆星在遠紫外波段的輻射情況,以便更好地區分行星上的氧氣是由生命過程產生還是紫外線產生。

氧被稱為生命標誌物,一直以來都是我們判斷地外生命是否存在的一個重要指標,地球氧氣的“進化史”似乎很好地證明瞭這一點。46億年前,地球剛剛形成時,空氣中的二氧化碳是今天的200倍。當時生存在地球上的是一些厭氧生物,它們吸入二氧化碳,將氧氣作為一種廢物排出。直到後來的“大氧化”事件發生,永久的改變了地球的大氣層,才有了後面一系列的生命進化史。可以說,沒有地表生命,大氣中就不會有氧氣。

不過,由於西斯廷的任務是搭載在BrantIX探空火箭上進行15分鐘的飛行觀測,觀測時間短,觀測的目標有限。“作為對新技術的測試性探測是可以的,長期觀測的優勢不太明顯。”郭建恆表示。

值得一提的是,“除了氧氣之外,葉綠素也是能夠證明生命存在的直接證據。如果行星上存在大片的森林,植物會吸收綠光從而導致行星在0.7微米的反射光譜降低,而這一現象在未來是可能被觀測到的。”王煒表示。

恆星如何“使詐”?罪魁禍首其實是恆星的紫外線。中科院國家天文臺研究員王煒表示:“恆星發出的紫外線輻射能量很高,能輕易打開二氧化碳分子和水分子的分子鍵,使分子中的原子獲得自由,而兩個氧原子組合起來就會形成氧分子。換句話說,恆星的紫外輻射也會導致行星上產生氧氣分子。”因此,這些指標既可以被解釋為存在地外生命,也可以被解釋為是由恆星紫外輻射產生的虛假生命信號。