图 宇宙“伽利略”时代:寻找另一“隐藏”地球( 二 )


同时 , 外星智慧生物还会发现一个更令他们兴奋的信息,其表征就是在光谱中出现能有效吸收可见光波长的吸收峰,这就是光合作用 。地表上的植被可以高效和有选择地吸收来自太阳的光照 , 同时还能将这一对生命而言至关重要的信息“透露”到宇宙空间中去 。但是,这还不是最吸引外星智慧生物的地方 , 他们还会发现在地球大气层光谱中存在显著特征的丰富氧气浓度,氧气具有很高的活性 , 可以将甲烷氧化成二氧化碳和水,如果只有一点点的甲烷存在于富含氧气的环境中,就存在不可思议的热力学过程 , 而在地球上,这个东西就是生命 。
氧气是有光合作用的生物新陈代谢所产生,而微乎其微的甲烷则是产生于地球地壳缓慢的地质运动过程中,还有各种微生物以及沼泽地区排放,稻田和反刍动物所产生 。总而言之,美国宇航局的伽利略号木星探测器从宇宙空间中对地球生命在宇宙中的表现形式做了合理且有说服力的鉴定,但是 , 这些带有生命特征的信号在几十甚至几百光年外又是一种什么样的情况呢,就如同我们探索遥远的恒星系统,而外星智慧生物可能也在遥远的地方观测着我们 。实际上,美国国家航空航天局的哈勃以及斯皮策空间望远镜已经获得了少数系外行星的大气光谱数据,其测量的方法主要是当这些气态行星在凌日时,以测量他们的大气光谱特征 。
而开普勒系外行星探测器的观测能力主要体现在类似于地球的行星,通常情况下可以测量它们的大小以及轨道特征,除此之外不能探测别的参数 。位于美国华盛顿州西雅图的华盛顿大学行星学家维多利亚梅多斯(Victoria Meadows)认为:这种情况不可能很快得到改变,开普勒系外行星探测器看起来似乎在寻找外星世界 , 但是它所采用的方法也遵循着系外行星常规探测标准,如果要进一步了解另外一个世界到底是什么情况,就需要采用一种替代方法 。
维多利亚梅多斯领导了一个虚拟行星实验室,目的就是利用计算机来量化天体物理学,并模拟行星的大气和地址影响因素,以及是否能适合生命生存 , 更重要的是,观察在这些影响因素作用下,如何随着时间的变化演化出一个可居住的行星 。然后我们将倒推这些行星的演化阶段,从而在实际的观测中发现具有类似特征的系外行星 。
目前 , 我们对具有可居住性质的行星研究处于最简单的模型阶段,行星模拟的最终要求便是可以根据不同的恒星直射,了解一切对行星生命有利的可能空间位置 , 整个过程需要复杂的三维模拟 。在今年6月发表的一份报告中提到,行星学家维多利亚梅多斯和她的同事比较了由模拟推演与实际空间观测的结果 , 我们地球的亮度以及光谱波动幅度在百分之三至五之间 。我们进行这项实验,就是想知道如果外星智慧生物在观测地球,他们在遥远的宇宙空间外探索地球会是一种什么样的情况 。
该行星模拟结果显示:可以通过测量遥远行星反射的紫外线和可见光在某些特定波段上的比例,这项特征可以传播至很远的宇宙空间 。从这些信息中 , 我们可以推测中氧气和氮分子的大气中的组份,特别是一颗具有液态海洋的行星 。这将是一个非常诱人的暗示 , 至少可以从中发现与地球类似大气结构的行星 。
如果运气好的话,我们还可以在特殊角度看到这颗行星海洋上反射光线 。维多利亚梅多斯认为这个观测角度存在于该行星表面与恒星夹角的视向,视野结构类似于新月形 。另外,由于海洋的存在 , 光线还会出现类似镜面效应的现象,这些都会增强对该行星具有液态海洋特征的认定 。