计划中的"LIFE"太空任务将成为未来寻找地外生命的关键
“超级地球”上确实可能存在生命。苏黎世联邦理工学院粒子物理和天体物理研究所的一项研究证明了这一点。当然，研究人员的目的并不是要回答这个问题本身。相反，他们以地球为例，证明了计划中的 LIFE（大型系外行星干涉仪）太空任务能够取得成功--而且计划中的测量程序是可行的。
LIFE 任务的五颗卫星连接成一个大型太空望远镜。资料来源：苏黎世联邦理工学院/LIFE 计划
寻找地外生命的探索
苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）领导的"生命"（LIFE）国际计划利用由五颗卫星组成的网络，希望有朝一日能在系外行星上探测到生命的踪迹。它的目标是对类地系外行星--在大小和温度上与地球相似但围绕其他恒星运行的岩质行星--进行更详细的研究。
该计划是将五颗较小的卫星放置在靠近詹姆斯-韦伯太空望远镜的太空中。这些卫星将共同组成一个大型望远镜，作为干涉仪接收系外行星的红外热辐射。然后，可以利用光的光谱来推断这些系外行星及其大气层的成分。"我们的目标是在光谱中探测到暗示系外行星上存在生命的化合物，"LIFE 计划的负责人 Sascha Quanz 解释说。
在这项刚刚发表在《天体物理学杂志》上的研究中，研究人员让-诺埃尔-梅特勒（Jean-Noël Mettler）、比约恩-S-康拉德（Björn S. Konrad）、萨沙-P-泉茨（Sascha P. Quanz）和拉维特-赫勒德（Ravit Helled）研究了"生命"任务如何能够很好地描述系外行星的宜居性。为此，他们决定把地球当作系外行星，对我们的母星进行观测。
这项研究的独特之处在于，研究小组用真实光谱而非模拟光谱测试了未来 LIFE 任务的能力。他们利用NASA的 Aqua 地球观测卫星上的一个大气测量装置提供的数据，生成了地球在中红外范围内的发射光谱，这可能会在未来的系外行星观测中记录下来。
该项目的核心是两个考虑因素。首先，如果一架大型太空望远镜从太空观测地球，它将记录下什么样的红外光谱？因为地球将从很远的地方被观测到，它看起来就像一个不起眼的小点，没有海洋或山脉等可识别的特征。这意味着光谱将是空间和时间的平均值，取决于望远镜捕捉到地球的哪些景象以及捕捉时间的长短。
由此，物理学家们得出了他们研究的第二个考虑因素：如果对这些平均光谱进行分析，以获取有关地球大气层和地表状况的信息，那么结果将在哪些方面取决于观测几何和季节波动等因素？
研究人员考虑了三种观测几何图形--来自两极的两个视角和另外一个赤道视角--并将重点放在 1 月和 7 月记录的数据上，以考虑最大的季节性变化。
如何成功确定宜居行星
这项研究的主要发现令人鼓舞：如果像"LIFE"这样的太空望远镜从大约 30 光年的距离观测地球，就会发现温带宜居世界的迹象。研究小组能够从地球大气的红外光谱中探测到大气气体二氧化碳、水、臭氧和甲烷的浓度，以及有利于水出现的地表条件。臭氧和甲烷的证据尤为重要，因为这些气体是由地球生物圈产生的。
研究人员表明，这些结果与观测几何形状无关。这是个好消息，因为未来观测类地系外行星的确切观测几何形状很可能是未知的。
然而，在比较季节性波动时，结果就不那么有说服力了。Quanz说："即使不容易观测到大气的季节性，我们的研究也表明，下一代太空任务可以评估附近的温带陆地系外行星是否适宜居住，甚至是否有人居住。"
编译自:ScitechDaily
