在系外行星大氣中發現生命跡象可能比科學家們原先認為的更困難。
一項新的研究表明，臭氧是其中一個突出的“生物特徵”目標，它可能會被困在比鄰星b、TRAPPIST-1d 和其他繞其主恆星近距離執行的潛在宜居世界的赤道附近，使得從遠處探測這種氣體變得困難。
德國海德堡馬克斯·普朗克天文研究所的研究主要作者 Ludmila Carone 在一份宣告中說：“未來觀測中缺乏臭氧痕跡並不一定意味著根本沒有氧氣。它可能存在於與地球不同的地方，或者可能隱藏得很好。” [系外行星發現：TRAPPIST-1 的 7 顆地球大小行星圖片集]
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臭氧是一種不穩定的分子，由三個氧原子組成。在地球上，這種物質通常是在大氣中，太陽的紫外線 (UV) 輻射分裂“正常”的雙原子氧 (O2) 後產生的。
地球上絕大部分的 O2 是由生物體——植物和光合微生物——產生的，因此臭氧可以作為一種次級生物標誌物，至少對於類地生命而言是這樣。
地球的大氣流動將大部分臭氧相對均勻地分佈到我們星球著名的臭氧層中，這有助於保護生命免受有害的紫外線輻射。因此，假設外星人使用強大的望遠鏡從遠處研究地球，他們將有很大的機會探測到這種氣體。
但根據 Carone 和她的同事的說法，比鄰星 b、TRAPPIST-1d 和其他潮汐鎖定的世界——那些總是以同一面朝向其母恆星，因此有“向陽面”和“背陽面”的世界——情況可能有所不同。（潮汐鎖定是非常緊密軌道的後果；TRAPPIST-1d 和比鄰星 b 分別每 4 個地球日和 11 個地球日繞其恆星執行一週。）
研究人員進行的建模工作表明，在軌道週期為 25 個地球日或更短的行星上，氣流傾向於將臭氧（和其他光化學產生的分子）集中在赤道帶。
Carone 說：“我們從一開始就知道對外星生命的搜尋將是一項挑戰。事實證明，我們才剛剛觸及它究竟有多麼困難的表面。”
新的研究結果還表明，像比鄰星 b 這樣的世界沒有全球性的臭氧層。Carone 說，這可能對其宜居性產生重大的負面影響，也可能不會。
她在宣告中說：“比鄰星 b 和 TRAPPIST-1d 圍繞紅矮星執行，紅矮星是發出的有害紫外線本來就很少的紅色恆星。（潮汐鎖定的行星幾乎必須圍繞昏暗的矮恆星執行才能宜居；圍繞類太陽恆星如此近的行星太熱了，無法維持我們所知的生命。）
她補充說：“另一方面，這些恆星可能非常不穩定，並且容易爆發有害輻射，包括紫外線。關於這些紅矮星，我們還有很多不瞭解的地方。但我相信五年後我們會了解更多。”
研究團隊成員表示，五年後，天文學家將擁有更多資料——來自諸如 NASA 耗資 88 億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（計劃於 2019 年初發射）等望遠鏡——來為他們對紅矮星行星宜居性的推斷提供資訊。在此期間，建模技術的進步也應該有所幫助。
這項新研究將發表在 2018 年 2 月 1 日出版的《英國皇家天文學會月刊》上。
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