生命證據(jù)
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)類地行星上存在生命的新證據(jù)
類地行星上的植物可能是紅色的
有關(guān)太陽系外是否存在類地行星,乃至于這些行星上是否存在生命的討論一直在繼續(xù)。隨著宇宙探測技術(shù)的不斷進步,天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了越來越多的類地行星,關(guān)于這一方面的研究也不斷受到科學(xué)家們的重視。日前,來自美國航空航天局的天文學(xué)家在一項研究中通過對光譜的分析發(fā)現(xiàn)了新的證據(jù)確認了類地行星的確存在,而且這些行星上很有可能存在生命。在未來的十年里,當(dāng)天文學(xué)家們可以對太陽系以外的類地行星展開研究時,他們也許會發(fā)現(xiàn)在那些行星上生長的植物并不是綠色的,而有可能是黃色、橙色或者紅色的。植物的顏色取決于這顆行星所在的星系中恒星的顏色以及在行星周圍圍繞的大氣的組成情況。
這一結(jié)論是由美國航空航天局贊助的加里福尼亞州科學(xué)院虛擬行星實驗室的科學(xué)家們得出的??茖W(xué)家們利用計算機模型模擬出了未來尋找并研究類地行星的模型圖??茖W(xué)家們把這一最新的研究成果發(fā)表在了《天體生物學(xué)》雜志上,文章還論述了類地行星上的植物如何進行光合作用的。 這項研究工作的負責(zé)人,來自美國航空航天局戈達德航天研究中心的生物學(xué)家南西·克里昂(音)表示,確定在太陽系外類地行星上的植物可能出現(xiàn)的顏色范圍是非常重要的,因為當(dāng)科學(xué)家們得到來自這些行星的光譜信息后,需要知道從中去尋找什么。
克里昂稱,“植物通過光合作用可能呈現(xiàn)出的圖像有黃色、橙色或者紅色。我認為不可能出現(xiàn)藍色,當(dāng)然,綠色是最有可能出現(xiàn)的,地球上的植物就是這樣?!?/span>
來自美國加利福尼亞理工學(xué)院的天體生物學(xué)家,虛擬行星實驗室負責(zé)人維克利·邁德爾斯(音)稱,“我們在研究過程中采取了跨學(xué)科的技術(shù),整個研究活動包括了行星科學(xué)、生物學(xué)和氣象學(xué)在內(nèi)的許多個學(xué)科,這些跨學(xué)科的技術(shù)使得我們的研究活動意義更加重大。同時,這項研究活動也為我們探測太陽系外的類地行星光譜提供了許多可靠的依據(jù)。因為在行星成長的過程中的某些特殊時期,它會通過向外界發(fā)出的光線透露出許多的信息,如在這個行星上是否存在水或者是否存在生命等,而這些信息正是我們探索類地行星時所必需的?!?/span>
邁德爾斯是第一個把生物學(xué)與行星學(xué)結(jié)合起來研究的科學(xué)家,她表示單一的通過行星學(xué)、生物學(xué)或者氣象學(xué)是無法構(gòu)造出這樣一個模型的,必須要進行跨學(xué)科的合作才能在這個方面取得突破。
在這個項目中,科學(xué)家們把研究的重點放在了植物利用光線的能量產(chǎn)生糖分的原理上,也就是我們通常所說的地球上植物進行的光合作用,因為光合作用形成的色素必然是與這些光線的光譜相吻合的。照射到一個行星上的光線不僅與光線的來源有關(guān),而且與行星周圍的大氣層也有密切的聯(lián)系。例如,地球上空的臭氧層就可以吸引太陽光線中的紫外線。
克里昂解釋稱,“這一點證實了光譜中光子的數(shù)量對于我們尋找類地行星是非常重要的。照射到地球上的太陽光線中的粒子大部分是紅色的,這也就是為什么地球上的植物都是綠色的原因。在地球上,植物吸引藍色光線和紅色光線,吸引這兩種光線中所蘊含的能量可以滿足植物的生長需要,故不需要再吸引其它的光線了。因此,植物的顏色反應(yīng)為綠色?!?/span> 太陽系外的類地行星也有可能圍繞著與個與太陽類似的行星旋轉(zhuǎn),其周圍也有可能擁有與地球類似的大氣層,那么這顆行星上就有可能出現(xiàn)植物,這些植物也可以吸收紅色光線、藍色光線和綠色光線的能量,但這些植物的顏色卻不一定會反應(yīng)為綠色。因為在它吸收的光線當(dāng)中,紅色光線不一定是最多的,如果其它的光線占到大多數(shù),那么植物就會呈現(xiàn)出其它的顏色,如黃色或者紅色。
類地行星
影響植物顏色的可能還有其它一些因素,如臭氧層、空氣中的二氧化碳和水蒸氣以及恒星射線與行星大氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)等。邁德爾斯表示,“我們在構(gòu)建這個類地行星模型時已經(jīng)考慮到了這些因素,而且我們還發(fā)現(xiàn)在類地行星上空也有一層類似于臭氧層的物質(zhì)可以有效抵御強烈的紫外線,保護行星上的生命。類地行星在地下幾英尺到幾十英尺的地區(qū)應(yīng)該存在著水,它們所在的行星星系中的恒星的溫度應(yīng)當(dāng)比太陽低一些,但仍然可以滿足光合作用的需要。總而言之,我們構(gòu)建的這個模型是尋找類地行星甚至其上生命的一個有力的武器?!?/span>天文學(xué)家們曾經(jīng)認為太陽系外的類地行星數(shù)量很少,但是隨著宇宙探測技術(shù)的不斷發(fā)展和新型太空望遠鏡的研制,他們們發(fā)現(xiàn)了越來越多的與木星體積相仿的行星。所以有理由相信在宇宙中存在著許多的類地行星。
類地行星
邁德爾斯稱,“我們也許發(fā)現(xiàn)不了一個與地球一樣的行星,但是在這些類地行星上可能廣泛存在著細菌生命。如果我們能夠發(fā)現(xiàn)一個類地行星上有適合生命形成的環(huán)境,那么我們就應(yīng)當(dāng)認為在這個行星上可能存在著生命?!?/span>虛擬行星實驗室是美國航空航天局太空生物研究機構(gòu)的一個分支機構(gòu),建立于1997年,其目的是促進、管理并引導(dǎo)跨學(xué)科的天體生物學(xué)研究,同時培訓(xùn)新一代的天體生物學(xué)研究員
這是美國航天局12月5日公布的代號為“開普勒-22b”的行星所處恒星系統(tǒng)與太陽系比較的假想圖。美國航天局12月5日宣布,科學(xué)家們利用“開普勒”太空望遠鏡在距地球約600光年的一個恒星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了一顆新的宜居行星,它也是迄今發(fā)現(xiàn)的最小且最適于表面存在液態(tài)水的行星。這顆行星代號為“開普勒-22b”,半徑約為地球半徑的2.4倍,位于恒星系統(tǒng)“宜居帶”的正中,主要成分尚不清楚,繞恒星運行的周期約為290個地球日。