光谱特征中的生物标志

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光谱特征中的生物标志

地球“指纹”是指地球大气的光谱。“大气不同成分在特定温度、压强下，会产生独特的光谱特征。”中科院紫金山天文台副研究员陈果告诉科技日报记者。

如何获得大气光谱？天文学家使用的是凌星法。凌星指的是系外行星从它们的宿主恒星前面经过，导致恒星星光出现跌落。在凌星时刻，恒星的一小部分光线被行星大气层筛过，行星大气层中的成分便在光谱中留下了特有的“指纹”。“通过比较凌星前后的光谱，就可以推测行星大气中可能存在哪些分子。”南京大学天文与空间科学学院教授周礼勇告诉科技日报记者。

地球“指纹”中包含了甲烷和臭氧成分，这被称为生物标志。对此，陈果解释道：“臭氧和甲烷这两种分子在自然条件下会产生化学反应，从而导致甲烷或者臭氧减少。所以，除非有外力干预，否则我们不会看到臭氧和甲烷长期稳定地共存。而外力干预的途径之一，就是存在生命活动产生的生化过程，这一过程能不断地补充大气中的臭氧或者甲烷。因此，观测到臭氧和甲烷共存，是确认某一星球上存在生命特征的途径之一。”

如果在大气的光谱中发现水蒸气，则可能意味着这个星球具有独特的温度、压强条件，以及液态水存在的可能。“而从目前人类认知来说，液态水是生命赖以生存的基本条件之一。因此，发现水蒸气是寻找生命迹象的第一步。”

同样，氧气也是目前人类生存的基本条件之一。若能发现臭氧，则这个星球很可能存在氧气。臭氧层还能吸收临近恒星的紫外辐射，这对生物免受过量紫外辐射，维持宜居环境极为重要。

“如果能够在一颗系外类地行星的‘指纹’中发现类似地球凌日光谱的生物标志，那在很大程度上说明了这个系外类地行星很可能也存在着生命。”陈果表示。