天文学家揭秘地球指纹 未来的宜居地球探索全靠它了

xiexueqiao

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寻找除地球之外的宜居地球，一直是天文学家的主要任务之一。随着《流浪地球》的热映，越来越多的人开始担心地球和人类的未来。当地球资源被耗尽之后，人类该何去何从。即使现在我们开始节约和规划地球资源的使用，但终究会有资源耗尽的一天。可能你觉得这一天离你很遥远，但我们的后代迟早会面临这个严峻的问题。

寻找地球之外的宜居地球

在太空中寻找跟地球一样宜居的星球，就必须借助先进的技术手段。最近，两位来自麦吉尔大学的天文学家找到了一个办法。他们为地球制作了一份"指纹"，可以以此作为参考来识别太阳系以外那些能够支撑生命的行星。

十多年以来，麦吉尔物理系的学生伊芙琳·麦克唐纳和她的导师尼古拉斯·考恩教授一直利用科学卫星组织卫星对地球大气进行着观测，并构建了地球的过境光谱，这是一组红外光谱中地球大气的特征数据，被称为地球的指纹。地球的过境光谱能够显示出宜居地球的一些关键信息，比如大气中是否存在臭氧和甲烷。只有当地球上有这些关键化合物的有机来源时才能特殊的过境光谱，因此也被称为"生物签名"。

天文学家制作了地球的过境光谱

这是地球的第一份真正有意义的过境光谱，如果外太空也有天文学家，这份光谱与他们观察地球过境时看到的一样。地球过境光谱的意义在于，它可以帮助科学家们在寻找系外行星的过程中，重点关注发出相似信号的行星，这样的行星才可能是宜居的。

科学卫星组织卫星由加拿大航天局开发，主要任务是研究太阳光通过大气中的颗粒来帮助科学家了解地球臭氧层的消耗。一般来说，天文学家可以通过观察星光穿过大气层时的变化来分辨行星大气中的分子构成。

当行星在恒星前面经过时（俗称的过境），利用高灵敏度的望远镜，天文学家就能够识别出行星上是否存在二氧化碳，氧气或水蒸气等分子，这些分子可能表明行星是否宜居。

星光在大气层中的变化能反应其构成

自20世纪90年代第一次发现系外行星以来，天文学家已确认了4000颗系外行星的存在。这个相对较新的天文学领域的最终目标是寻找可能有生命的行星，也就是地球2.0。

天文学家发现了一个非常有可能存在生命的恒星系统，它被称为TRAPPIST-1，它也将成为计划于2021年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜的研究目标。这份地球过境光谱，正好可以用于未来詹姆斯韦伯太空望远镜对系外宜居行星的探索中。

TRAPPIST-1恒星系统被认为存在生命

位于40光年之外的TRAPPIST-1恒星系统一共包含七颗行星，其中三颗或四颗位于可能存在有液态水的"可居住区"。天文学家认为，这个恒星系统可能是一个寻找类似于地球指纹信号的理想场所。在那里，行星正在围绕一颗比太阳冷也比太阳小的红矮星运转。

正因为TRAPPIST-1恒星系统的中心是一颗红矮星，使其行星成为过境光谱观测的最佳目标。红矮星的整体规模比太阳小很多，因此它的行星更容易观察。系统中的行星每隔几天围绕红矮星运行一周，拥有生命的可能性很大，但尽管如此，科学家并不希望行星的大气条件与地球完全相同，毕竟这个红矮星与太阳之间的差距太大。

地球指纹对未来的宜居地球探索意义重大

根据天文学家的分析，只要未来的詹姆斯韦伯太空望远镜足够灵敏，就能够从这些行星上检测出二氧化碳和水蒸气（如果有的话）。如果有足够的时间观察目标行星，甚至还可以检测出行星上是否有甲烷和臭氧等生物印记。

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原文地址：今日头条