远方的外星人可以通过观察月球来探测地球上的生命

新的探测方法或有助于发现系外行星上的生命迹象

如此多的系外行星可能拥有水、大气、适宜生命繁衍的温度和岩石表面——我们只是需要知道去哪里寻找。一旦天文学家锁定了有潜力的候选者,我们还需要知道如何去寻找——哪些仪器和方法可以探测到生命存在的正确化学信号。一种能够放大这些信号的新技巧可能就是一种方法。欧洲南方天文台的天文学家最近用这种方法在地球上发现了生命,将我们的家园当作一颗系外行星来研究。

即使从近距离运行的卫星的角度来看,也不能立刻断定这颗行星上存在生命——你看不到它(当然,绿色植被除外)。但化学信号却非常清晰。地球大气中的氧气和甲烷含量远超自然存在的水平,如果没有某种由生命新陈代谢驱动的产生和消耗循环。

光谱学可以探测到这些气体,以及其他所谓的生物信号,但这些信号可能很微弱。这涉及到将从行星上反射的光分解成其组成颜色,就像通过棱镜一样,然后根据它们发出的颜色以及吸收的颜色来确定行星上存在的元素。对于遥远的系外行星来说,这将尤其困难,因为它们炽热的母星会掩盖掉行星微弱的光芒。“这有点像试图在一盏强力灯泡旁边研究一粒尘埃,”北爱尔兰阿马天文台的Stefano Bagnulo在ESO的声明中说道。

但天文学家可以利用行星反射光和原始星光之间的一个特性差异——反射光是偏振的,而星光则不是。当光线穿过大气层时,会通过两种方式发生线性偏振,一种是由于陆地上的海洋和植被的反射,另一种是由于空气中的颗粒物。因此,通过观察偏振光——这被称为光谱偏振法——天文学家可以锁定行星的反射光并进行更详细的研究。

Bagnulo、Michael F. Sterzik和Enric Palle在ESO利用我们的地球反射到月球上的阳光进行了这项实验。他们在智利的甚大望远镜上使用了一台摄谱仪,并测量了地球反照光的线性偏振光谱。他们能够确定地球上有部分云层,有海洋,也有植被。观测的灵敏度非常高,能够识别出仅占10%的可见植被区域,并且能够随着旋转的地球反射光线的变化,区分不同时间的云层覆盖变化。然后,他们用观测云层的卫星数据证实了这些测量结果,以证明他们确实是通过月球看到了云层。

研究人员表示,这种方法为观察其他行星建立了一个基准。光谱偏振法最终可以确定光合作用生命是否在宇宙的其他地方出现。

这对于探测智慧生命没有太多帮助,但对于找出生命是否存在于地球之外仍然是重要的一步。该研究发表在本周的《自然》杂志上。

ESO/L. Calçada
 

更多优惠、评测和购买指南

 
丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

© .