如果外星人改變了太陽系中的一顆行星,使其變得更溫暖,我們就能將其分辨出來。美國加州大學河濱分校(UCR)的一項新研究確定了人造溫室氣體將是地球化行星的產(chǎn)物。
如果一顆經(jīng)過改造的行星已被人工制造成適合生命生存的行星,即使其大氣層濃度相對較低,使用現(xiàn)有技術(shù),研究中所描述的溫室氣體也能被檢測得到。這可能是包括詹姆斯·韋布太空望遠鏡或未來歐洲主導(dǎo)的太空望遠鏡的概念。
“對我們來說,這些溫室氣體是有害的,因為我們不想加劇氣候變暖。但對于一個文明來說卻是有益的,他們可能想要阻止即將到來的冰河時代,或者改造一個不適合居住的星球。”UCR天體生物學家和主要研究作者Edward Schwieterman說。
由于這些氣體在自然界中不會大量存在,必須制造而成,因此,找到它們將是一種智能的、使用技術(shù)的生命形式的標志。這種跡象被稱為技術(shù)標志。
研究人員提出了5種在地球上用于制造計算機芯片等工業(yè)應(yīng)用的氣體,包括氟化的甲烷、乙烷和丙烷,以及由氮和氟或硫和氟組成的氣體?!短祗w物理學雜志》的一篇新
論文詳細介紹了它們作為地球化氣體的優(yōu)點。
一個優(yōu)點是,它們是非常有效的溫室氣體。例如,六氟化硫的變暖能力是二氧化碳的23500倍。相對少量的熱量就可以將一顆冰凍的行星升溫到液態(tài)水可以在其表面持續(xù)存在的程度。
而從外星人的角度來看,這些氣體的另一個優(yōu)點是壽命非常長,可以在類地大氣層中持續(xù)存在長達5萬年。“它們不需要經(jīng)常補充,就能保持宜人的氣候。”Schwieterman說。
另一些人則提議將氯氟烴等制冷劑作為技術(shù)標志氣體,因為它們幾乎完全是人造的,而且在地球大氣層中可見。然而,與論文中討論的具有化學惰性的全氟化氣體不同,氟氯化碳可能并不有利,因為它們會破壞臭氧層。
“如果另一個文明有富氧的大氣層,他們也會有想要保護的臭氧層。”Schwieterman說,氯氟烴會破壞臭氧層,并且很容易在臭氧層中分解。由于它們的壽命很短,因此更難被檢測到。
最后,氟化氣體必須吸收紅外輻射才能對氣候產(chǎn)生影響。這種吸收會產(chǎn)生相應(yīng)的紅外信號,可以用太空望遠鏡探測到。利用現(xiàn)有的或計劃中的技術(shù),科學家可以在附近某些系外行星系統(tǒng)中探測到這些化學物質(zhì)。
“在像地球這樣的大氣層中,每一百萬個分子中只有一個可能是這些氣體,而且它有可能被探測到。這種氣體濃度也足以改變氣候。”Schwieterman說。
為了得出計算結(jié)果,研究人員模擬了TRAPPIST-1系統(tǒng)中的一顆行星,它距離地球約40光年。他們選擇了這個包含7顆已知巖石行星的系統(tǒng),因為它是除了我們自己的行星系統(tǒng)之外,研究最多的行星系統(tǒng)之一。該小組還考慮了歐洲LIFE任務(wù)探測氟化氣體的能力。LIFE任務(wù)將能夠使用紅外光直接成像行星,使其能夠比韋布望遠鏡瞄準更多的系外行星。
雖然研究人員無法量化在不久的將來發(fā)現(xiàn)這些氣體的可能性,但他們相信,如果這些氣體存在,那么在目前計劃的行星大氣層表征任務(wù)中完全有可能探測到它們。“如果能找到它們,那將是令人瞠目結(jié)舌的驚喜。”Schwieterman說。(來源:中國科學報 李惠鈺)
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