博科园AI人工智能助手 图灵

[ AI在线 ]

__

为了寻找其他星球上的生命，天文学家们搜索了很多光年之外的行星，需要识别生命的方法，但什么才是好的证据呢？我的地球提供了一些灵感，空气中充满了甲烷，光合作用的植物排出氧气。也许这些气体可以在任何有生命存在的地方找到。但在与地球截然不同的世界上，假定的生命迹象可以由非生物过程激发出来。科罗拉多大学博尔德分校的天文学家凯文·弗朗斯说：要想知道一个真实的迹象，必须超越行星本身，一直看到它环绕的那颗恒星。

为此目的，科学家们设计了西斯廷任务，将乘坐探空火箭飞行15分钟，观察遥远的恒星，以帮助解释围绕它们运行行星上的生命迹象，该任务将于2019年8月5日凌晨发射。46亿年前地球刚形成不久，就被有毒的大气层所包围。火山喷发出甲烷和硫磺，空气中二氧化碳含量是今天的200倍。直到十五亿年半以后，含有两个氧原子的氧分子才出现。它是一种“排泄物”，是古代细菌通过光合作用丢弃的。

但它引发了后来被称为“大氧化事件”的事件，永久性地改变了地球的大气层，为更复杂的生命形式铺平了道路。如果没有地表生命，地球大气中就不会有大量的氧气。氧被称为生物标志物：一种与生命有关的化合物。氧在地球大气中的存在暗示着潜藏在地球下面的生命形式。但是，正如复杂计算机模型所显示的那样，地球上的生物标记物并不总是对系外行星或宇宙其他地方环绕恒星运行的行星那么可信。科学家用m矮星来证明这一点，m矮星比太阳更小，也更冷。

m矮星占了银河系恒星总数的近四分之三。为了了解围绕m矮星运行的系外行星，科学家们模拟了地球大小的行星围绕m -矮星运行，与地球的差异很快就显现出来。m -矮星产生强烈的紫外线，当光线照射到模拟的类地行星上时，紫外线将二氧化碳中的碳剥离，留下自由分子氧。紫外线也能分解水蒸气分子，释放出单个氧原子，大气产生氧气，但没有生命。这些称这些为假阳性生物标记物，光靠光化学就能在类地行星上产生氧气。

要了解一颗行星，先研究其恒星

地球上没有生命的低氧水平是一种侥幸——部分归功于与太阳的相互作用。不同恒星的系外行星系统可能不同。如果我们认为了解一颗行星的大气层，但却不了解它所围绕的恒星，很可能会搞错。科学家们设计SISTINE是为了更好地了解主恒星及其对系外行星大气的影响。SISTINE是亚轨道成像光谱仪的缩写，用于测量附近系外行星宿主恒星的过渡区辐照度。有了宿主恒星光谱，科学家们可以更好地分辨出其轨道行星上真实的生物标记物和假阳性。

为了进行这些测量，科学家们使用光谱仪，这是一种将光分离成其组成部分的仪器。光谱就像指纹，这是我们如何发现事物是由什么构成，无论是在地球上，还是向外看宇宙的时候。SISTINE测量波长在100到160纳米之间的光谱，这是一种远紫外光，可以产生氧气，还可能产生假阳性。在这个范围内，光的输出会随着恒星质量而变化，这意味着不同质量的恒星几乎肯定会与太阳不同。同时还可以测量耀斑，或明亮的恒星爆炸，这些耀斑会同时释放出强剂量的远紫外光。

恒星频繁的耀斑会把适宜居住环境变成致命环境。该任务将由一枚黑色的Brant IX探空火箭执行，探空火箭在返回地球之前会进行短时间、有针对性的太空飞行，有大约5分钟的观察时间。虽然很短，但能看到哈勃太空望远镜等天文台无法观测到波长的恒星。计划发射两次，第一个将于8月在白沙进行校准，将在距离地球表面174英里的高空飞行，以观察ngc6826。ngc6826是一团围绕着一颗白矮星的气体云，距离天鹅座约2000光年。NGC 6826在紫外光下很亮，并显示出清晰的光谱线。

经过校准后，第二颗卫星将于2020年从澳大利亚恩胡伦贝的阿纳姆航天中心发射。将在那里观察半人马座阿尔法星A和B的紫外光谱。这些距离我们4.37光年的恒星是我们的邻居，也是系外行星观测的主要目标。观测和获取观测资料的技术都是考虑到未来任务而设计。其中之一是NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜，目前计划于2021年发射。深空观测站将看到可见光到中红外线，这对探测围绕m -矮星运行的系外行星很有用。