博科园：本文为天文学类
借助美国宇航局的一个模型，科学家对不同类型的系外行星的气候进行了模拟。模拟结果表明地球可能并非生命的最理想家园，某些环绕遥远恒星的系外行星可能存在种类和数量均超过地球的生命。也就是说，这种行星的生物圈要比地球更为丰富多彩。
TRAPPIST-1恒星系统艺术概念图，存在多颗类地行星地球可能并非生命的最理想家园，某些环绕遥远恒星的系外行星，无论是在生物多样性还是数量方面都可能超过地球。借助美国宇航局的一个气候模型，美国科学家探究宜居度最高的系外行星，最后得出这项令人惊异的结论。
研究小组发现如果系外行星拥有更致密的大气层，旋转速度更慢，再加上有陆地的存在，就能够出现效率更高的海洋上升流。这样的海洋更适合生命生存。这一研究发现有助于推进未来的外星生命搜寻工作。
系外行星比邻星b艺术概念图研究过程中，芝加哥大学地球化学家斯蒂芬妮·奥尔森和她的同事利用宇航局研发的软件进行建模，模拟不同类型系外行星的可能环境，尤其是它们的气候和潜在的海洋栖息地。奥尔森表示：“在搜寻宇宙中的生命时，美国宇航局将目光聚焦所谓的适居区行星。这样的行星可能存在液态水海洋。但并非所有海洋都拥有适居性。由于全球环流模式的优势，某些海洋比其它海洋更适合生命生存。”
研究人员能够利用他们的模型确定哪种类型的行星最有可能孕育生命并拥有丰富的生物多样性。奥尔森指出：“我们利用一种海洋环流模型确定哪些行星拥有效率最高的上升流，进而拥有非常适合生命生存的海洋环境。”
超级地球艺术概念图，坐落于一颗个头和温度都不及太阳的恒星的适居区。这种大型行星能够产生岩浆海并存在很长时间，进而为生命撑起一把磁场保护伞地球海洋的上升流将深海的营养物带到阳光更充足的上层区域——进行光合作用的生物生存的区域。更多上升流意味着更充足的营养供应，进而能出现更活跃的生物活动。奥尔森指出：“我们需要关注系外行星的一些特定条件。我们的研究发现大气密度更高，旋转速度更慢和有大陆的存在的行星能够产生更快的上升流。”
研究人员认为地球可能并非生命的最理想家园，宇宙的其它角落可能存在更适合生命生存的世界。奥尔森说：“这是一个令人吃惊的结论。某些系外行星可能存在更有利的海洋环境模式，这样的行星更适合生命生存，无论是丰富度还是活跃性都可能要超过地球上的生物。”
开普勒-35AB双星系统，可能存在一颗地表被水覆盖的行星由于天文观测技术存在一些固有限制，这意味着生命的普遍性要超过我们的观测结果。奥尔森指出鉴于此，我们在搜寻外星生命时应该将目光聚焦那些更有利于生物多样性和活跃度的宜居星球。她说：“在这些行星，我们搜寻生命的难度最低。”
目前，科学家还没有研制出能够识别合适系外行星和测试这一结论的望远镜，但奥尔森认为这种局面将在不久后发生改变。她说：“这项研究发现对望远镜的设计具有启发意义——例如针对美国宇航局提议建造的LUVOIR或者HabEx望远镜——确保未来的望远镜观测任务能够具备相应的能力。现在，我们知道应该搜寻那些系外行星。我们需要启动这方面的工作。”
研究发现大气密度更高，旋转速度更慢和有大陆的存在行星能够产生更快的海洋上升流佐治亚理工学院地球学家克里斯·莱恩哈德指出：“我们认为在适居行星上，海洋在调节某些最引人注目的可远程探测生命迹象方面具有重要意义。但我们对太阳系外的海洋知之甚少。在我们对系外行星海洋学的了解方面，奥尔森的研究向前迈进了令人兴奋的重要一步。
艺术概念图，超级地球巨蟹座55e环绕一颗类日恒星运行科学家如何研究系外行星大气层？
遥远恒星以及环绕它们的行星往往拥有与地球大气层截然不同的环境。为了了解这些系外世界并揭示它们的构成，科学家需要探测大气层的成分。在进行这种研究时，他们通常会使用类似哈勃的天文望远镜。这些望远镜负责扫描夜空，最后将目光聚焦科学家最感兴趣的系外行星。
太空望远镜的传感器能够进行各种分析。其中一项最重要的分析被称之为“吸收光谱学分析”，具体地说就是分析透过行星大气层的光线测量结果。每种气体吸收的光线波长不同。吸收光线时，光谱上会出现一条黑线。这些黑线对应特定的分子，它们的出现意味着行星大气层存在这些分子。
母星光线穿过系外行星大气层时产生夫琅和费谱线，揭示纳或者氦等关键化学物质的存在这些黑线通常被称之为“夫琅和费谱线”，以德国天文学家和物理学家夫琅和费的名字命名。18，夫琅和费率先发现了这些光谱线。通过将所有不同波长的光线结合在一起，科学家能够确定构成一颗行星大气层的所有化学物质。由于大气中的特定物质会吸收特定波长的光线，关键就在于确认哪些波长的光缺失，这就能够外星大气层存在哪些化学物质。
这项工作需要借助太空望远镜进行，这一点至关重要，因为如果使用地面望远镜，地球的大气层会产生干扰。地球大气层中的化学物质会吸收光线，进而破坏样本。这也就是为什么要在光线抵达地球前对其进行研究。这种方式通常用于搜寻外星大气层中的氦、纳和氧。
博科园｜文：伊恩·兰达尔转自：漫步宇宙/qqtaikong博科园｜科学、科技、科研、科普
