剩下：行星大氣中的臭氧分子可能表示生物活性，但臭氧，二氧化碳和一氧化碳 - 無甲烷，可能是假陽性的。對：臭氧，氧氣，二氧化碳和甲烷 - 沒有一氧化碳，表明可能的真正陽性。圖像

利用依賴于依賴的光化學模型具有增強的較低邊界條件，以仔細探索非生物氧和臭氧生產，在沒有各種火山氣體助氣和恒星能量分布的無生命的行星上，美國宇航局的科學家們已經開發了尋求生命的新指南在其他行星上。

在尋找可能因生命產生的氣體的外星人世界的天文學家不能依賴于只有一種類型的檢測，例如氧氣，臭氧或甲烷，因為在某些情況下，這些氣體可以在非生物學上生產，根據通過美國宇航局天線學院的Virtual行星實驗室的研究人員進行廣泛的模擬。

研究人員仔細模擬了外星人世界的大氣化學，在四年多的時間里，幾千次沒有生命，改變了大氣組合物和明星類型。“當我們遇到這些計算時，我們發現在某些情況下，雖然有任何流入大氣的氧氣，但在大氣中建立了大量的臭氧，”美國宇航局的戈達德太空飛行在馬里蘭州格林貝爾特的中心。“這對我們未來計劃尋找超越地球的生活具有重要意義。”

甲烷是與四個氫原子結合的碳原子。在地球上，它的大部分是生物學上（扁平奶牛是一種經典的例子），但也可以在一起;例如，海洋底部的火山可以通過與海水的巖石反應產生氣體。

臭氧和氧氣預先被認為是自己的更強大的生物創作率。臭氧是三個氧氣綁定的原子。在地球上，在分子氧（兩個氧原子）和原子氧（單氧原子）組合后，由由陽光或閃電提供動力的其他反應產生原子氧后。生命是我們的地球上的分子氧的主要來源，因為氣體由植物和微觀的單細胞生物中的光合作用產生。因為壽命占據氧氣的生產，所以臭氧需要氧氣，因此認為這兩種氣體都被認為是相對較強的生物炎。但本研究表明，當紫外光破裂的二氧化碳（結合兩個氧原子的碳原子）時，可以在沒有壽命的情況下制造分子氧和臭氧。他們的研究表明，這種非生物過程可以創造足夠的臭氧，以便在空間中可檢測到它，因此自身的臭氧的檢測不會是生命的最終標志。

“然而，我們的研究加強了甲烷和氧氣一起的論據，或者甲烷和臭氧在一起，仍然具有強烈的生命簽名，”多達金爾曼說。“我們真的嘗試了，真的很難為生活做出假陽性的信號，我們確實發現了一些，但僅用于自己的氧氣，臭氧或甲烷。”來自墨西哥城的大學華僑城華僑城的Domagal-Goldman和AntígonaSegura是關于這項研究的牽頭作者，以及天文學家維多利亞草地，地質學家標記克萊爾和泰勒·羅伊森，一個專家，地球看起來像什么輻射行星。本文出現在2014年9月10日的天體物理學期刊中。

甲烷和氧分子一起是生物活性的可靠跡象，因為甲烷在含氧分子的氣氛中不會持續長時間。“這就像大學生和比薩餅一樣，”多大的高級高級德士說。“如果你在房間里看到披薩，那么房間里還有大學生，那么披薩很快就會送完披薩，因為學生們會迅速吃披薩。甲烷和氧氣也是如此。如果兩者都在氣氛中看到，甲烷剛剛遞送，因為氧氣將是將消耗甲烷的反應網絡的一部分。你知道甲烷正在補充。在氧氣存在下補充甲烷的最佳方法是含生物。相反，也是如此。為了使氧氣保持在一個有很多甲烷的大氣中，您必須補充氧氣，以及使用壽命的最佳方式。“

科學家們使用計算機模型在以前的太陽系（外產）超出我們的地球上的大氣化學，并且該團隊在其研究中使用了類似的模型。然而，研究人員還開發了一個程序來自動計算數千次計算，因此他們可以通過更廣泛的大氣組合物和星形類型來看結果。

在進行這些模擬時，團隊確保他們平衡了可以將大氣中的氧分子與可能從大氣中移除的反應將氧分子放入的反應。例如，氧氣可以與行星表面上的鐵反應以制造氧化鐵;這是給予大多數紅色巖石的顏色。類似的過程在火星上彩色灰塵，給出了紅色的行星它獨特的色調。計算平衡氣氛的外觀很重要，因為這種平衡允許氣氛持續到地質時間尺度。鑒于行星壽命在數十億年衡量時，它是不太可能的天文學家將在氧氣或甲烷的暫時浪涌期間觀察一個星球，持續數千百萬年。

重要的是要對各種情況進行計算，因為氧的非生物生產受到地球的大氣和恒星環境。如果有很多含氧的氣體，例如甲烷或氫氣，則在大氣中產生任何產生的氧氣或臭氧。然而，如果耗氧氣體的量消失，氧氣和臭氧可能會靜脈曲張。同樣，通過光線動力的化學反應驅動氧，臭氧和甲烷的生產和破壞，使得重要的明星也需要考慮。不同類型的星星在特定顏色產生了大部分光。例如，具有頻繁爆炸活動的巨大，熱的星星或恒星產生更多的紫外線。“如果有更多的紫外線擊中大氣，它將更有效地推動這些光化學反應，”多達金爾德說。“更具體地，紫外線的不同顏色（或波長）可以以不同方式影響氧氣和臭氧的產生和破壞。”

天文學家通過測量來自外出恒星的恒星的光顏色來檢測外部氣氛大氣中的分子。由于這種光通過外延的氣氛，其中一些被大氣分子吸收。不同的分子吸收不同顏色的光，因此天文學家使用這些吸收特征作為存在的分子類型和數量的獨特“簽名”。

“識別壽命識別的主要挑戰之一是區分生命的產品和地質過程產生的化合物或大氣中的化學反應。為此，我們不僅需要了解生活如何改變行星，而是如何工作以及舉辦此類世界的星星的特征“，Segura表示。

該團隊計劃利用這項研究來提出關于未來空間望遠鏡的要求的建議，旨在搜索Exoplanet大氣為外來生活的跡象。“上下文是關鍵 - 我們不能僅尋找氧氣，臭氧或甲烷，”多多國都說。“為了確認壽命正在制作氧氣或臭氧，您需要擴展您的波長范圍以包括甲烷吸收特征。理想情況下，您還可以測量二氧化碳和一氧化碳（一種碳原子和一個氧原子）的其他氣體。因此，我們正在仔細地仔細考慮可以追求我們的問題并給出虛假陽性信號，并且良好的消息是通過識別它們，我們可以創建一個好的道路來避免誤報可能導致錯誤的問題。我們現在知道我們需要進行哪些測量。下一步是弄清楚我們需要構建的東西以及如何構建它。“

該研究部分由美國宇航局天線學院（NAI）虛擬行星實驗室（VPL）提供資金。NAI由加利福尼亞州山景山景的AMES研究中心進行，并作為美國宇航局總部，華盛頓州NASA天體學會計劃的一部分。該VPL位于華盛頓大學，包括20個機構的研究人員，旨在了解伸縮觀測和建模研究如何確定外產的人是否能夠支持生命，或者過去生命。NASA博士后計劃提供了對該研究的額外支持，由橡樹嶺相關大學管理。

該團隊代表了一項國際合作，包括來自美國宇航局戈達德，NASA AME，NAI / VPL，Instituto Ciencias Uncertens，Universidad NacionalsulnomadeMéxico，墨西哥州的研究人員;蘇格蘭圣安德魯斯大學;和華盛頓大學，西雅圖。

出版物：Shawn D. Domagal-Goldman，等人，“非生物臭氧和大氣中的氧氣，類似于益生元地球，”2014，APJ，792,90; DOI：10.1088 / 0004-637X / 792 / 2/90

研究報告的PDF副本：非生物臭氧和氧氣在大氣中類似于益生元地球

圖像：美國宇航局