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  • 天文学家:地球自身的进化史,可以拿来寻找外星生命和类地行星!

    ​天文学家现在已经建立了五个模型,代表了我们地球演化的关键点,就像地球地质时代的化学快照。在即将到来的强大望远镜的新时代,天文学家将把它们作为光谱模板,在遥远的太阳系中寻找类地行星。卡尔·萨根研究所主任、天文学副教授丽莎·柯廷安说:这些新一代的太空和地面望远镜加上这些研究模型,将使能够识别出距离我们约50到100光年远的类地行星。

    天文学家:地球自身的进化史,可以拿来寻找外星生命和类地行星!

    对于这项研究和模型的建立,柯廷安、博士生杰克·马登和林紫等主要作者已将研究成果发表在《天体物理学》期刊上。以地球为关键,研究模拟了五个不同的地球时代,为如何描述一个潜在的系外地球(从一个年轻的、生命起源前地球到现代世界)提供了一个模板。这些模型还让我们能够探索在地球演化的哪个阶段,一个遥远的观察者,能够在宇宙的‘淡蓝点(地球)’和其他类似星球上发现生命。

    天文学家:地球自身的进化史,可以拿来寻找外星生命和类地行星!

    图示:这种艺术图展示的是系外行星开普勒-62f,这是一颗岩石超级地球大小行星,位于天琴座,距离地球约1200光年,开普勒-62f可能是一个生命起源前地球的样子,其他的系外行星可能看起来类似。

    研究团队创造了大气模型,与39亿年前的地球相匹配,那是一个生命起源前的地球,当时二氧化碳密集地覆盖着地球这颗年轻的行星。第二个模型回溯模型从化学角度描述了一个没有氧气的星球,一个缺氧的地球,时间回溯到35亿年前。另外三个模型揭示了大气中氧气浓度从0.2%上升到现在的21%。地球和我们呼吸的空气,有了巨大变化自地球形成4.5数十亿年前。

    天文学家:地球自身的进化史,可以拿来寻找外星生命和类地行星!

    天文学家寻找像我们地球这样的世界,可以看到年轻的现代类地行星在运输过程中,使用地球的历史上作为一个模板。在地球的历史上,氧气上升的时间和丰富程度还不清楚。但是,如果天文学家能够找到系外行星含氧量仅为地球当前含氧量的1%,那么这些科学家将开始发现新的生物、臭氧和甲烷,并能将其与地球的年龄模板相匹配。透射光谱显示了大气的特征,这将向一个遥远的观测者表明,地球早在20亿年前就有了一个生物圈。

    天文学家:地球自身的进化史,可以拿来寻找外星生命和类地行星!

    利用美国宇航局计划于2021年3月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜和智利安托法加斯塔超大望远镜(计划于2025年首次开光)等即将问世的望远镜,天文学家将可以观察到一颗系外行星在其主恒星前方凌日,揭示该行星的大气层。一旦这颗系外行星凌日并挡住了主恒星的一部分,就能破译它的大气光谱特征。利用地球的地质历史作为关键,可以更容易地发现遥远系外行星上存在生命的化学迹象。

    天文学家:地球自身的进化史,可以拿来寻找外星生命和类地行星!

    博科园|研究/来自:康奈尔大学

    参考期刊《天体物理学》

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