我們家中的一氧化碳探測器警告我們通常與死亡有關(guān)的無色無味氣體的危險積聚。天文學家也普遍認為，行星大氣層中積聚的一氧化碳將是無生命能力的明確標志?，F(xiàn)在，加州大學河濱分校領(lǐng)導的一個研究小組正在反駁：天體一氧化碳探測器實際上可以提醒我們一個充滿簡單生命形態(tài)的遙遠世界。

“隨著兩年后詹姆斯韋伯太空望遠鏡的發(fā)射，天文學家將能夠分析一些巖石外行星的大氣層，”該研究的主要作者和UCR地球科學系的NASA博士后項目研究員Edward Schwieterman說。“忽視一個有人居住的世界將是一種恥辱，因為我們沒有考慮所有的可能性。”

在今天發(fā)表在“天體物理學雜志”上的一項研究中，施維特曼的團隊利用生物圈和大氣中的化學計算機模型來確定兩種有趣的情景，其中一氧化碳容易在生命行星的大氣層中積聚。

在第一個場景中，團隊在我們這個星球的深處找到了答案。在現(xiàn)代的富氧地球上，一氧化碳不能積聚，因為大氣中的化學反應會迅速破壞氣體。但是30億年前，世界是一個非常不同的地方。海洋已經(jīng)充滿了微生物的生命，但大氣幾乎沒有氧氣，太陽更加暗淡。

該團隊的模型顯示，這個古老的居住地球版本可以保持大約百萬分之100(ppm)的一氧化碳水平 - 比當今大氣中十億分之一的氣體痕跡高出幾個數(shù)量級。

“這意味著我們可以預期，在我們自己的太陽下，有人居住但貧氧的外行星環(huán)繞著恒星的大氣中存在高一氧化碳含量，”該研究的共同作者之一，UCR地球科學系生物地球化學教授Timothy Lyons說。 ，以及UCR Alternative Earths Astrobiology Center的主任。“這是我們團隊使用地球過去作為尋找宇宙其他地方生活的指南的使命的完美典范。”

第二種情況甚至更有利于一氧化碳的積累：紅矮星周圍的光化學像Proxima Centauri，這顆恒星距離我們的太陽最近距離4.2光年。該團隊的模型預測，如果這顆恒星周圍的行星有人居住且富含氧氣，那么我們應該預計一氧化碳的含量會非常高 - 從幾百ppm到幾百%不等。

“鑒于這些行星的天體物理背景不同，我們不應驚訝于發(fā)現(xiàn)微生物生物圈促進高濃度的一氧化碳，”Schwieterman說。“但是，這些對于人類或動物生命來說肯定不是我們在地球上所知道的好地方。”

已發(fā)現(xiàn)地球大小的巖石行星在半人馬座(Proxima Centauri)和其他類似恒星的可居住區(qū)內(nèi)軌道運行，這意味著它們可能含有液態(tài)水，這是生命必不可少的成分。這些行星可能是詹姆斯韋伯太空望遠鏡進一步描述的目標，計劃于2021年3月發(fā)射。

目前的研究是通過編制可能是有人居住的世界的所謂大氣氣體的不同組合(即所謂的生物印記氣體)來為這些未來任務做準備的廣泛努力的一個組成部分。一些氣體，如一氧化碳，以前被提出為“抗生物特征” - 證明行星沒有人居住 - 如果能夠以足夠的豐度遠程探測到。但這些假設(shè)僅適用于特定情況。

“雖然其他研究已經(jīng)進行了包括一氧化碳在內(nèi)的系外行星光化學模擬，但沒有人以這種系統(tǒng)的方式關(guān)注地球上的系外行星上的一氧化碳，”Schwieterman說。“現(xiàn)在我們有一本指南，用于確定哪種水平的一氧化碳與光合生物圈相容。”

該項目由美國宇航局天體生物學研究所資助。