【博科园-科学科普】
恒星照亮地球大气层的概念图。当星光撞击大气层时，能够显示出适宜居住环境的分子发出辐射，这种辐射可以用地球望远镜观测到。图片版权：NASA's Goddard Space Flight Center
一项新的研究表明由恒星形成的恒星风暴，或者经常被恒星喷射到太空的物质的爆发，可能能帮助科学家们在外星行星上寻找适宜居住的环境。 大多数恒星，包括太阳，在其表面产生爆炸，将强大的粒子喷射到太空中，可以在附近的行星上落下，新的研究表明，这些相互作用可以在行星大气中产生化学“灯塔”，揭示潜在的生命友好环境的存在。
科学家正在寻找从生命的基本先决条件中形成的分子——特别是分子氮，这是地球大气的78%，美国宇航局戈达德太空飞行中心的太阳能科学家Vladimir Airapetian在该机构的一份声明中说：现代仪器可以更快地检测出这些先决化学物质，而不能检测出现存生命形式的迹象。
一颗很好承载生命的候选星
因为地球是迄今为止唯一已知的可居住的世界，科学家们将它作为在太阳系之外寻找生命的指南。水蒸气、氮和氧都是我们所知道的生命的产物。当太阳释放出相对较少的带电粒子和偶尔爆发的高能爆炸时，其他恒星释放出更大、更能量、更频繁的剂量，从而使附近的行星沐浴。
如果带电粒子与生命的行星的大气中含有这些产品，水蒸气和氮气和氧气分子的相互作用可能引发一连串的化学反应，形成Airapetian和他的同事所说的“大气灯塔”——分子氧，一氧化氮和羟基(一个原子氧和氢),。
如果条件合适，研究人员可以探测到这些信标。当恒星发出的光照射到行星的大气层时，它就会使信标将能量传送到太空，就像红外辐射一样。从这样一个世界的大气中检查辐射会发现这些灯塔的存在。由于需要大量的氧气和氮气来制造信标，探测显示出一种充满生物友好化学物质的大气，这表明一个潜在的可居住的系外行星。
研究报告的合著者Martin Mlynczak说：根据对地球大气层发射的红外辐射的了解，我们的想法是观察系外行星，看看能探测到什么样的信号。如果发现太阳系外行星的信号与地球的比例几乎相同，可以说地球是一个很好的承载生命的星球。
研究人员首先使用了一种成熟的地球大气计算机模型，来研究如何从臭氧中产生信标。臭氧是由三个氧原子组成的，在地球的高层大气中自然形成，以应对来自太阳的恒星风暴。通过略微调整模型，研究人员发现，一颗活跃恒星运行的行星的臭氧水平将下降到“最低限度”，从而导致大气信标的形成。
围绕恒星的宜居带，在那里条件适合液态水。图片版权：y Karl Tate, Infographics Artist
来自一个大气中含有氮、氧和水蒸气的大气的红外信号有多亮，而且暴露在持续不断的恒星风暴中。为了回答这个问题，Airapetian和他的同事们依靠美国宇航局的地球观测热球电离层电离层的能量和动力学(计时)的数据。一种用宽带发射测量仪(SABER)来测量大气的声音，“研究产生大气信标的化学物质，因为它发生在地球上层大气中，以响应太阳活动”。
SABER数据显示，强烈恒星风暴的频率与大气信标的红外信号强度直接相关。根据这项研究，如果附近的一颗恒星正在用风暴轰击它的行星，那么在短短2小时的观测时间内，就可以用6 - 10米的太空望远镜观测到足够多的信标。未来的仪器，如NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜，可以帮助做出更详细的测量。
但即使一颗行星发出这些信号，这并不意味着生命就在它的表面进化了。美国宇航局戈达德的天体生物学家Shawn domagal - goldman没有参与这项研究，他说可能会有其他的东西可以产生信标。
这是一种令人兴奋的新方法，可以寻找生命。但就像所有生命迹象一样，系外行星社区需要认真考虑环境问题。非生物过程可能模仿这种特征的方式是什么？
这项新的研究可能帮助科学家们在遥远的太阳系中寻找外星生命，但如果没有我们最喜欢的宜居星球地球的帮助，这是不可能的。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
作者：Nola Taylor Redd
来自：Space
编译：中子星
审校：博科园
