忽視生命生活的外星世界將是壹種恥辱,因為我們沒有考慮到所有的可能性。在2065438年3月19日發表在《天體物理學》雜誌上的壹項研究中,Schwieterman的團隊通過使用生物圈和大氣中的化學計算機模型確定了兩種有趣的場景,其中壹氧化碳很容易在“有生命的”行星大氣中積累。
在第壹個場景中,研究小組在我們星球遙遠的過去找到了答案。在現代富氧的地球上,壹氧化碳是無法積累的,因為大氣中的化學反應很快就會破壞這種氣體。但是30億年前,世界是壹個非常不同的地方。海洋中充滿了微生物,但大氣中幾乎沒有氧氣,太陽也變得暗了許多。
研究小組的模型顯示,這個古老版本的有人居住的地球可以將壹氧化碳含量維持在百萬分之壹左右的水平:比今天大氣中每十億分之壹的壹氧化碳含量高幾個數量級。這項研究的共同作者之壹,加州大學洛杉磯分校地球科學系生物地球化學教授兼加州大學洛杉磯分校替代地球天體生物學中心主任蒂莫西·萊昂斯說:
這意味著可以預計,在有生命存在但氧氣稀少的太陽系外行星的大氣中,壹氧化碳含量將很高。這是壹個完美的例子,說明團隊的研究是以地球的過去為指南,在宇宙的其他地方尋找生命。第二種情況更有利於壹氧化碳的積累:像比鄰星這樣的紅矮星周圍的光化學物質。比鄰星距離我們的太陽最近,為4.2光年。
該團隊的模型預測,如果在這樣壹顆恒星周圍的行星上存在生命,並且富含氧氣,那麽壹氧化碳的含量應該會非常高——從百萬分之100到百分之幾不等。考慮到這些行星所處的不同天體物理環境,我們不應該驚訝地發現微生物圈促進了壹氧化碳的高水平,Schwieterman說。然而,據我們所知,這些地方絕對不是人類或動物生活的好地方。在比鄰星半人馬座和其他類似的恒星可居住區發現了地球大小的巖石行星,這意味著它們可能含有液態水,而液態水是生命的基本組成部分。這些行星很可能被計劃於2021年3月發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡進壹步識別。
目前的研究是為這些未來任務做準備的廣泛努力的壹部分,通過對大氣氣體的不同組合進行分類,所謂的生物特征氣體,可能是生命世界的證據。壹些氣體,如壹氧化碳,曾被認為是“抗生素信號”(沒有證據表明壹個星球上有人居住),如果遠程檢測到足夠多的氣體。但是這些假設只適用於特定的情況。雖然其他研究已經完成了包括壹氧化碳在內的系外行星星光的化學模型,但還沒有人如此系統地關註過類地系外行星上的壹氧化碳。現在我們有了壹個指南,可以確定壹氧化碳的含量與光合生物圈的含量是否壹致。