系外行星|在一个外星世界中检测到这种特殊的气体天文学家|甲烷|太空

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毫不夸张地说，对太阳系外行星的研究在近几十年爆炸式激增。到目前为止， 4375颗系外行星已在3247个星系中得到证实，另外5856颗候选行星也正在等待被证实。
近年来，对系外行星的研究开始从发现过程转变为特征研究过程。预计这一过程将会加速下一代望远镜的投入使用。因此，天体生物学家正在努力创建关于“生物特征”可能性的全面清单，它涉及了与生命有关的化合物（氧气、二氧化碳、水等）和进化过程。
根据麻省理工学院的一个团队的新研究，我们应该寻找的另一个潜在的生物特征是一种叫做异戊二烯的碳氢化合物(c5h8) 。这项研究描述了他们的发现， “评估异丁二烯作为具有缺氧大气的系外行星中可能的生物特征气体” ，被《天体生物学》杂志接受发表。为了他们的研究，麻省理工学院的团队研究了天文学家们在未来几年将会寻找的越来越多的可能的生物特征列表。到目前为止，绝大多数系外行星已经通过间接方法被探测和确认。在很大程度上，天文学家大多依赖于过境法（过境光度法)和径向速度法(多普勒光谱学）。只有少数可以被直接成像探测到，这使得很难描绘系外行星的大气和表面。
只有在极少数情况下，天文学家才可以获得允许他们测定系外行星大气中化合物的光谱。这要么是光线穿过系外行星的大气层在它恒星前过渡的结果，要么是在少数情况下发生的直接成像，可以从系外行星大气层的光反射中研究。
这在很大程度上与我们目前的望远镜的限制有关，这些望远镜没有必要的分辨率来观测到更接近它们的恒星的更小的岩石行星。
天文学家和天体生物学家认为，正是这些行星最有可能适合居住，但任何从它们的表面和大气层反射出来的光都被来自它们的恒星的光所覆盖。然而，随着下一代詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)等仪器进入太空，这种情况很快就会改变。萨拉·西格是麻省理工大学物理学和行星科学教授，她领导着负责研究的研究小组（又名西格小组），也是这篇论文的合著者。
正如她通过电子邮件告诉宇宙的那样， “随着即将到来的2021年10月詹姆斯·韦伯太空望远镜的发射，我们将有寻找生物特征气体的第一个能力——但这是困难的，因为小岩石行星的大气信号是如此的弱。随着工作的到来，在该领域工作的人数量急剧增长。像这样的研究提出了新的潜在生物特征气体，以及其他研究表明，即使对氧气等气体也有潜在的假阳性。 ”
一旦它被部署和操作， JWST将能够在更长的波长下（在近红外和中红外范围内）观察到我们的宇宙，并大大提高了灵敏度。该望远镜还将依靠一系列的摄谱仪来获得组成数据，以及日冕仪来阻挡母恒星的模糊光。这项技术将使天文学家能够描述较小岩石行星的大气特征。反过来，这些数据将允许科学家对系外行星的宜居性施加更严格的限制，甚至可能导致发现已知的（和/或潜在的）生物特征。如前所述，这些“生物特征”包括与生命和生物过程相关的化学迹象，更不用说对它有利的条件类型了。
这些气体包括氧气(o2) ，这对地球上的大多数生命形式至关重要，是由光合作用的生物体（植物、树木、蓝藻细菌等）产生的。这些生物代谢二氧化碳（二氧化碳），氧氧化生命作为废物排放。还有水(h2o) ，这对我们所知的所有生命都至关重要，还有甲烷(腐烂有机物释放的ch4) 。由于火山活动被认为在行星的宜居性中发挥着重要作用，与火山活动相关的化学副产物——硫化氢（h2s）、二氧化硫（so2）、一氧化碳(co)、氢气（h2）等。 -也被认为是生物特征。在这个名单上，詹、西格和他们的同事们希望添加另一个可能的生物特征——异戊二烯。