一氧化碳探测器可以警告外星生命

我们家中的一氧化碳探测器警告我们通常与死亡有关的无色无味气体的危险积聚。天文学家也普遍认为，行星大气层中积聚的一氧化碳将是无生命能力的明确标志。现在，加州大学河滨分校领导的一个研究小组正在反驳：天体一氧化碳探测器实际上可以提醒我们一个充满简单生命形态的遥远世界。

“随着两年后詹姆斯韦伯太空望远镜的发射，天文学家将能够分析一些岩石外行星的大气层，”该研究的主要作者和UCR地球科学系的NASA博士后项目研究员Edward Schwieterman说。“忽视一个有人居住的世界将是一种耻辱，因为我们没有考虑所有的可能性。”

在今天发表在“天体物理学杂志”上的一项研究中，施维特曼的团队利用生物圈和大气中的化学计算机模型来确定两种有趣的情景，其中一氧化碳容易在生命行星的大气层中积聚。

在第一个场景中，团队在我们这个星球的深处找到了答案。在现代的富氧地球上，一氧化碳不能积聚，因为大气中的化学反应会迅速破坏气体。但是30亿年前，世界是一个非常不同的地方。海洋已经充满了微生物的生命，但大气几乎没有氧气，太阳更加暗淡。

该团队的模型显示，这个古老的居住地球版本可以保持大约百万分之100(ppm)的一氧化碳水平 - 比当今大气中十亿分之一的气体痕迹高出几个数量级。

“这意味着我们可以预期，在我们自己的太阳下，有人居住但贫氧的外行星环绕着恒星的大气中存在高一氧化碳含量，”该研究的共同作者之一，UCR地球科学系生物地球化学教授Timothy Lyons说。 ，以及UCR Alternative Earths Astrobiology Center的主任。“这是我们团队使用地球过去作为寻找宇宙其他地方生活的指南的使命的完美典范。”

第二种情况甚至更有利于一氧化碳的积累：红矮星周围的光化学像Proxima Centauri，这颗恒星距离我们的太阳最近距离4.2光年。该团队的模型预测，如果这颗恒星周围的行星有人居住且富含氧气，那么我们应该预计一氧化碳的含量会非常高 - 从几百ppm到几百%不等。

“鉴于这些行星的天体物理背景不同，我们不应惊讶于发现微生物生物圈促进高浓度的一氧化碳，”Schwieterman说。“但是，这些对于人类或动物生命来说肯定不是我们在地球上所知道的好地方。”

已发现地球大小的岩石行星在半人马座(Proxima Centauri)和其他类似恒星的可居住区内轨道运行，这意味着它们可能含有液态水，这是生命必不可少的成分。这些行星可能是詹姆斯韦伯太空望远镜进一步描述的目标，计划于2021年3月发射。

目前的研究是通过编制可能是有人居住的世界的所谓大气气体的不同组合(即所谓的生物印记气体)来为这些未来任务做准备的广泛努力的一个组成部分。一些气体，如一氧化碳，以前被提出为“抗生物特征” - 证明行星没有人居住 - 如果能够以足够的丰度远程探测到。但这些假设仅适用于特定情况。

“虽然其他研究已经进行了包括一氧化碳在内的系外行星光化学模拟，但没有人以这种系统的方式关注地球上的系外行星上的一氧化碳，”Schwieterman说。“现在我们有一本指南，用于确定哪种水平的一氧化碳与光合生物圈相容。”

该项目由美国宇航局天体生物学研究所资助。

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