想寻找生活？将一颗行星与其邻居进行比较

独孤一山隙

地球与系外行星开普勒-186f的比较。鸣谢:美国宇航局戈达德太空飞行中心

（）据《今日宇宙》（布莱恩·科柏林）：随着数以千计的已知系外行星和数以万计的可能在未来几十年被发现，我们发现有生命的行星可能只是时间问题。关键是证明它。到目前为止，重点一直是观察系外行星的大气成分，寻找表明生命存在的分子生物特征。

但这可能很困难，因为地球上生命产生的许多分子也可能是地质作用产生的。一项新的研究认为，更好的方法是将潜在宜居世界的大气成分与银河系中其他行星的大气成分进行比较。

由于行星是在年轻恒星的碎片盘中形成的，它们通常会有相似的成分。由于水冰等特定分子的迁移，外行星的成分可能与内行星略有不同，但总体而言，它们的成分是相似的。在arXiv预印本服务器上发布的一项新研究中，研究小组观察了世界上大气碳的丰度。

碳不仅是地球上生命的主要元素，它也容易被水吸收，并可以被地质束缚在岩石中。因此，这个想法是，如果一颗系外行星位于恒星的潜在宜居带，并且其大气碳含量明显低于其系统中的类似世界，那么这是水和有机生命存在的强有力指标。

以我们的太阳系为例。地球、金星和火星都大致处于太阳的可居住区，但金星和火星的大气层主要由二氧化碳组成。相比之下，地球的大气层主要由氮气和氧气组成，只有0.1%的二氧化碳。地球的大气碳与金星和火星的大气碳差异如此之大，以至于它作为一个可能有人居住的世界脱颖而出。



有人居住的星球是如何被发现的。信用:特里奥等人

作为示范，研究小组研究了这种方法在Trappist-1恒星系统中的应用。它是一颗红矮星，有七颗已知的行星，大小和地球差不多。这些星球中有三个位于潜在的可居住区域内，所以这是一个比较星球的极好的测试案例。基于詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的能力，它应该能够探测到Trappist-1行星的大气二氧化碳水平。作者估计，10次左右清晰的Trappist世界凌日将足以确定它是否具有耗尽的CO2水平。如果在Trappist系统中有一个潜在的可居住的星球已经耗尽，这将是进一步研究的一个很好的候选。

作者小心翼翼地指出，二氧化碳水平本身可能是一个假阳性。虽然广阔的海洋和生命的存在会减少大气中的碳，但还有其他方式。例如，某些岩石可以吸收大量的碳。此外，由于Trappist行星可能会被潮汐锁定，行星的黑暗面可能会变得足够冷，以冻结二氧化碳，从而将其从大气中移除。也有一些方式可以让生命在一个不消耗大气碳的世界上生存，所以如果没有一个特拉普主义世界的大气碳含量低，这仍然不会消除它潜在的生命存在。

这种方法不是决定性的，但它将揭示值得详细研究的世界。正如早期的系外行星观测开始于寻找后来被证实的候选行星一样，JWST可以找到候选的生命世界，为证实地外生命指明了道路。这使得这种方法非常令人兴奋。