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NASA的詹姆斯·韦伯望远镜如何探测遥远行星上的生命?!

2019-08-21 16:27:25

     詹姆斯·韦伯太空望远镜是美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜。它是哈勃太空望远镜的继任者,将成为下一代空间天文台。它将是有史以来建造的最强大的太空望远镜,将提供宇宙中形成的第一个星系的图像,并探索遥远恒星周围的行星。

    据报道,假如NASA的詹姆斯·韦伯望远镜此次能按计划在2021年发射,已经比原定时间晚了14年。但等它进入预定轨道,在距地球150万公里处围绕太阳旋转,便将为天文学带来革命性的转变。

  NASA自豪地表示,詹姆斯·韦伯望远镜能够“回望过去,带我们观察早期宇宙中形成的第一批星系”。如果说这还不够大胆的话,该望远镜作为哈勃望远镜的继任者,还有另一项卓越才能:科学家也许能用它来寻找外星生命的迹象,探测邻近恒星周围的行星大气是否因外星生命的存在发生了变化。

  尽管如此,这一项目在2011年曾差点被美国政府取消。这很大程度上与它的高昂成本有关。该望远镜最初预估成本为10亿美元,但如今已变成了100亿美元。但天文学家们(包括提出用该望远镜“探测生命”的华盛顿大学团队)则对这项发射计划激动不已。

  华盛顿大学天文学家约书亚·克里桑森·托顿(Joshua Krissansen-Totton)和他的团队对詹姆斯·韦伯望远镜进行了考察,分析该望远镜能否在邻近恒星周围行星的大气中探测到所谓的“生物标记”。

  “我们可以在接下来几年间展开这类观察、探测生命迹象。”克里桑森·托顿表示。

  此项研究的基础是,詹姆斯·韦伯望远镜对光线的敏感度非常高,因此能识别出所谓的“大气化学不平衡”现象。这个术语可能不是很好记,但它其实由来已久,最早由著名科学家詹姆斯·洛夫洛克(James Lovelock)和卡尔·萨根(Carl Sagan)提出。其原理是,假如明天地球上的全部生命突然消失,构成大气的各类气体就会发生天然化学反应,大气的化学组成也会慢慢改变,与原先有生物生存、排放各种废气的状态区别越来越大。

  因此,搜寻氧气(或它的“化学近亲”臭氧)存在的迹象一直被视作寻找外星生命的好方法。但这是以地外生命遵从与人类相同的生物机制为前提的。但事实也许并非如此。所以评估行星的大气化学不均衡状态,即评估某颗行星大气与“正常状态”的偏离程度,也许才是寻找外星生命的关键。

  围绕其它恒星旋转的行星大气的化学成分可以通过光线来测量:当该行星运动到地球与其所在的中央恒星中间时,仔细测量恒星光线的轻微减弱幅度。行星大气中的气体会导致减少的光线量随着光线波长(即颜色)而变化,从而帮助我们了解大气中各化学元素的含量。

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