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化学进展

由于一个化学过程,地球的大气是宇宙中真正的

目前的生活样本量只有一个。如果没有一两个外星人来扩展生物学的界限,地球的进化历史限制了我们能否期望其他行星产生像我们这样的复杂生物。


鉴于许多生命形式影响我们的大气层中的氧气有很大帮助,因此在寻找外星人时,自然会寻找其他被类似气体混合物包围的行星。但一项新的研究表明,我们需要很大的耐心。

那不勒斯费德里科二世大学和意大利 INAF 卡波迪蒙特天文台的研究人员研究了 10 颗可能宜居的系外行星在不同类型恒星周围接收到的光强度,但未能找到与地球大气层的单一匹配。


根据我们观察到的数千由于行星围绕其他恒星运行,地球已经是一个相对排外的俱乐部的成员。一旦排除了众多的气态巨行星、烤岩球和冰冻的超级地球,可能拥有我们熟悉的那种生物化学的候选者并不多。

尽管如此,如果即使是数十亿颗恒星中的一小部分,也有一些大天体绕轨道运行的距离足够近以允许液态水聚集在其表面,那么我们可能会仰望星空中的数亿颗恒星。银河系伊甸园。


即使在最简单的花园里,花和植物——至少按照地球的标准——也需要充足的阳光。不能使用任何类型的太阳辐射。二氧化碳和水重排为葡萄糖和氧分子需要足够的光能才能在不分解蛋白质的情况下进行反应。

由于宜居带的系外行星通常会得到充足的阳光,并且氧气光合作用在地球历史上很早就出现了,因此可以假设这是恒星中相当普遍的过程。


为了验证这个假设,研究人员测量了落在不同行星表面的光的传播方式和构成辐射的波长,并计算出“辐射”水平,从而获得恒星发出的能量。

如果这些星星中有更多像我们太阳这样的星星就好了。

它们中的大多数恰好是红矮星-喜怒无常的恒星用“太阳风”疯狂地扫过它们的内行星,迅速剥离它们的大气层。


假设一个星球可以承受这个研究人员发现,红矮星较低的温度仍然不太可能提供合适的强度波长来激活光合作用。

“由于红矮星是迄今为止我们银河系中最常见的恒星类型,这一结果表明其他行星上类似地球的条件可能比我们希望的要少得多,”Covone (Covone) 说.

更亮的恒星更好,产生大量能量,但不太可能活过地球上含氧复合生命所需的数十亿年。


总之,一道亮光只是太阳一半的星星可以看到光合作用的开始,却很难产生复杂的生物圈。

在用作案例研究的行星中,恰好为零将能够为足够的光合作用提供燃料,使充满二氧化碳的大气向类地方向倾斜。

“这项研究对复杂生命的参数空间施加了严格的限制,因此不幸的是,丰富的陆地生物圈的“甜蜜点”似乎并没有那么广泛,”科文(Covone)说。


我们所知的一颗行星靠近那个甜蜜点。 Kepler-442b 围绕一颗橙矮星运行,其质量约为太阳质量的 60%,距地球约 1200 光年。它的质量大约是地球的两倍,它的自转可以散热。到目前为止,它看起来像是一个潜在的天堂。

地球上的大多数光合作用反应在大约 700 纳米的波长处达到峰值。然而,如果 Kepler-442b 上的某种外星苔藓进化出一种吸收稍长波长(约 800 纳米)的方法,它将获得 20% 的多光子益处。

随着我们对宇宙理解的加深,我们可能会找到像我们这样的生物圈更好的候选者。


进化在我们自己的星球上继续以上震惊了我们,所以我们只能想象宇宙中可能存在的各种生态系统。据我们所知,化学合成的冰卫星可能占大多数。鉴于我们在地球上的经验有限,光合作用可能会发生一些我们无法理解的变化。

知道我们不寻常并不意味着我们必须孤独。但是根据我们的发现,我们可以花点时间体会一下我们的生活非常特别。

这项研究发表在《皇家天文学会月刊》上。

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