NASA的韦伯望远镜将如何在外星世界寻找氧气

一种探测太阳系外行星大气中氧气的新方法可能有助于寻找地球以外的生命。

加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的研究人员开发了一项新技术，将利用NASA的詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)研究系外行星的大气层，并寻找氧分子碰撞的迹象。JWST计划于2021年发射。

马里兰州NASA戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)的行星科学家、这项新研究的主要作者托马斯？“早在20世纪80年代早期，人们就从地球的大气研究中发现了这种氧气信号，但从未对系外行星的研究进行过。”

氧气对地球上的生命至关重要，它是由利用光合作用将阳光转化为能量的生物体产生的，研究人员说，在系外行星的大气中发现氧气可能会提供证据，证明在那些遥远的星球上也存在生命，然而，氧也可以在没有任何生命的星球的大气中积累。

根据声明，通过寻找碰撞氧分子产生的强烈信号，科学家们希望JWST能够帮助他们确定非生命体是否产生了氧气，进而让他们区分有生命体存在和没有生命体存在的系外行星。

该研究的合作者、加州大学河滨分校的天体生物学家Edward Schwieterman在声明中说：“由于氧与生命的联系，它是最令人兴奋的探测分子之一，但我们不知道生命是否是大气中产生氧的唯一原因。”“这项技术将使我们能够在活着和死去的行星上找到氧气。”

利用詹姆斯韦伯太空望远镜，研究人员将寻找系外行星大气中的光模式。当氧分子碰撞时，会产生强烈的信号，使望远镜无法观测到部分红外线光谱。

在某些情况下，氧分子可能存在于不存在生命的系外行星的大气中。例如，如果一颗行星离它的主恒星很近，或者暴露在大量的星光下，那么它的大气层就会变暖。研究人员说，如果地球表面有海洋，当热量蒸发海洋时，它的大气可能会被水蒸气饱和。

来自恒星的强紫外线辐射会分解大气中的水分子，产生原子氢和原子氧。当氢原子轻到足以逃逸到太空时，氧分子就会被留在后面。随着时间的推移，这一过程可能会导致系外行星有一个厚厚的氧气大气层。

因此，Schwieterman在声明中说：“了解死去的行星是否会产生大气中的氧气以及产生多少氧气是很重要的，这样我们才能更好地判断一颗行星是否存在。”

他们的发现发表在1月6日的《自然天文学》杂志上。

本文由奇点天文作者上传并发布，奇点天文仅提供文章投稿展示，文章仅代表作者个人观点，不代表奇点天文立场。