2019-07-11 09:05:01
系外行星演化 天文学家扩展了宇宙的备忘录

康奈尔大学的天文学家已经从早期的地球到达大自然的色彩,创造了一个宇宙的“作弊表”,用于观察遥远的世界。通过关联色调和色调,研究人员的目的是了解发现的系外行星可能合理地落在他们自己的进化谱中。

“在我们寻求了解系外行星的过程中,我们将早期的地球及其历史上的生物里程碑用作罗塞塔石头,”康奈尔大学卡尔萨根研究所研究员杰克奥马利詹姆斯说。

O'Malley-James与天文学教授兼萨根研究所所长Lisa Kaltenegger共同撰写了“扩大地球光合红边生物印记的时间表”。该论文于7月9日在天体物理学杂志上发表。

“如果一个外星人用颜色来观察我们的地球是否有生命,那个外星人会在我们这个星球的历史中看到非常不同的颜色 - 可追溯到数十亿年 - 当不同的生命形式占据地球表面时,”Kaltenegger说。

“天文学家以前只关注植被,但色彩更好,研究人员现在可以看到地球历史上超过5亿年和25亿年,以匹配系外行星的时期,”她说。

在过去的5亿年中 - 大约10%的地球生命 - 叶绿素存在于许多熟悉的植物生命形式中,如叶子和地衣,是地球生物印记的关键组成部分。但其他植物,如蓝藻和藻类,比陆地植被要古老得多,但它们的含叶绿素结构在行星表面留下了自己的标志。

“科学家们可以通过使用我们自己的星球作为寻找内容的关键,在地球上的外行星上观察植物以外的表面生物印记,”O'Malley-James说。

“当我们发现一颗系外行星时,这项研究为我们提供了更广泛的回溯时间,”Kaltenegger说。 “我们将表面生物群的时间从5亿年(广泛的陆地植被)扩展到大约10亿年前的地衣生物群,以及长达20亿或30亿年前的蓝藻。”

O'Malley-James和Kaltenegger模拟了类似地球外行星的光谱,这些外行星具有使用叶绿素的不同表面生物。场景可能包括一些生物占据类似地球行星的整个表面的地方,例如在“星球大战”电影中尤达的故乡Dagobah的虚构世界。

地衣(一种共生的真菌和光合作用的伙伴关系)可能在大约12亿年前在地球的土地上殖民,并且会在地球上将地球涂成薄荷绿色。在今天的现代地球生物群接管之前,这种覆盖将产生一种“非创新的”光合红边特征(光谱的一部分,有助于防止行星被太阳灼伤)。

O'Malley-James和Kaltenegger说,蓝藻类表面藻类可能在20亿到30亿年前普遍存在,产生光合作用的红色边缘,可以在其他类似地球的系外行星上发现。

奥马利 - 詹姆斯说,这项研究表明地衣,藻类和蓝藻可能为年轻的地球提供了可探测的表面红边特征,早在5亿至7.5亿年前土地植被普及之前。

“本文将光合红色边缘表面生物特征的使用扩展到地球历史上的早期,”他说,“以及更广泛的可居住的太阳系外行星情景。”

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