科學家提出新的外太空尋找生命跡象方法：觀察大氣二氧化碳的缺失

科學家們提出了一個引人注目的發現：尋找其它星球上的液態水和可能的生命的最佳機會，是尋找大氣中某種化學特性的缺失，而非存在。這項研究的主要貢獻者包括麻省理工學院、伯明翰大學等機構的科研人員。

這些研究人員提出，如果某個類地行星的大氣中的二氧化碳含量明顯少於同一系統中的其他行星，那麼這可能意味着該行星表面存在液態水，甚至可能存在生命。

更爲重要的是，這種新的特徵在美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）的探測範圍內。科學家們提出，相對二氧化碳含量較低的這個新的特徵，是目前唯一可以被探測到的生命存在的跡象。

麻省理工學院的行星科學助理教授、這項研究的聯合主導者朱利安·德維特表示：“在系外行星科學中，尋找適宜居住的世界和生命存在的跡象是我們的最終目標，但到目前爲止，所有被討論過的特徵都超出了最新天文臺的觀察範圍。現在，我們找到了一種方法，可以探測到另一個星球上是否存在液態水。這是我們在未來幾年內可以實現的。”

這項發現將會公佈在《自然·天文學》期刊中。德維特與英國伯明翰大學的阿莫里·特里奧共同領導了這項研究。他們的麻省理工學院合作者包括本傑明·拉克漢姆、普拉傑瓦爾·尼勞拉、安娜·格里登·奧利弗·亞古茲、馬特·佩克、楊努什·佩特科夫斯基和薩拉·西格，以及伍茲霍爾海洋研究所的弗裏德爾·克萊因，法國高等電力學校的馬丁·圖爾貝，以及波爾多天體物理實驗室的弗朗克·塞爾西斯。

儘管天文學家已經發現了超過5200個超越我們太陽系的世界，但直到現在，我們還無法直接證實一個行星是否適合居住，即其表面是否存在液態水。然而，德維特和他的同事們發現，有一個適宜居住的特徵在我們自己的星球上就可以觀察到，並且有可能在遠離我們的世界中被探測到。

他們注意到，類似地球這樣的行星大氣中的二氧化碳含量明顯低於其它行星。這種差異可能是由於大量的二氧化碳被行星的海洋吸收。因此，他們推測，如果在遠離我們的星球上檢測到類似的二氧化碳不足，這將是該星球表面存在液態海洋，甚至生命的可靠信號。

研究人員在他們的研究中，詳細描述了一種尋找適宜居住行星的策略，即尋找二氧化碳含量不足的特徵。他們認爲，如果觀察到一個行星的大氣中既有臭氧又有二氧化碳含量低的特徵，那麼這個行星很可能是適宜居住的，而且是有生命存在的世界。

他們預計，美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡將能夠測量附近多行星系統的二氧化碳含量，甚至可能檢測到臭氧，例如距離地球僅40光年的TRAPPIST-1系。

德維特表示：“TRAPPIST-1是我們可以使用JWST進行類地大氣研究的少數幾個系統之一。現在我們已經擁有了尋找適宜居住星球的路線圖。如果我們共同努力，可能在未來幾年內就能實現顛覆性的發現。”