天文学家：地球自身的进化史，可以拿来寻找外星人和类地行星！

彭832

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。


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。


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。


利用NASA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。


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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