寻找合适的系外行星吗?寻找磷

科学家通过测量恒星中磷的含量,开发出一种寻找潜在宜居系外行星的新方法。这样的行星也应该有丰富的磷–地球上生命所必需的–增加生命的机会。

在星场中设置的黑色正方形中,明亮的彩色三爪形状。

一颗年轻的新生恒星(插图)在形成恒星的气体和尘埃云中爆发出能量。那些喷流正在制造磷分子–我们所知道的生命必需的元素–在云中。图片来自ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / V.M. Rivilla等/ Mario Weigand / www.skytrip.de/ 科学新闻.

当您想到宇宙中其他地方的生命时,您可能会首先想到 塞蒂 –寻找外星情报–主要侧重于 外来文明。但是,更简单的生活形式(例如微生物或遥远的植被)怎么样? 系外行星?为了利用我们现有的技术找到如此简单的生命形式的迹象,研究人员专注于分析遥远世界的大气 生物签名,例如氧气,甲烷或二氧化碳。现在看来’s another element – –在寻找其他地方的生活中也可能发挥重要作用。

磷是地球生命所需的主要成分之一。

西南研究所的研究人员(瑞典) 宣布 本月初,他们一直在探索缩小范围的新方法 哪一个 行星可能是最适合生命的行星。他们的方法是基于行星中的磷含量’ host stars contain.

新的 同行评审 纸是 已发表 2020年9月11日,在 天体物理学杂志信.

在明亮的星附近的行星与其他星在背景中。

西南研究所的一位科学家已经确定,恒星磷可能是缩小系外行星生命的可能标志。磷含量与太阳相似的恒星被认为更可能携带岩石行星,并且有可能存在我们所知的生命。图片来自NASA / JPL-Caltech / 瑞典.

娜塔莉·欣克尔(Natalie Hinkel)行星天体物理学家,这项新研究的主要作者 声明:

在寻找系外行星并试图确定它们是否适合居住时,重要的是要使行星活着,并具有活跃的周期,火山和板块构造。我的合著者 Hilairy Hartnett博士是一位海洋学家,他指出磷对地球上的所有生命至关重要。这对于在人和动物,甚至海洋浮游生物微生物群中创造DNA,细胞膜,骨骼和牙齿至关重要。

欣克尔已开发出有助于找出哪些恒星具有系外行星的技术(到目前为止,大多数系恒星),并表示即将进行的研究应着重于寻找磷。

即使科学家可以’尚未确定单个系外行星的特定元素比率,他们可以研究宿主恒星的线索,因为行星的成分往往与恒星相似。例如,如果一颗恒星含有大量的磷,那么该恒星很可能会’行星也是如此。这很重要,因为地球上所有已知生命都需要磷,以及其他五个关键元素:碳,氢,氮,氧和硫。

在地球上可以找到磷’是海洋,但它是所有这些元素中最少的,因此被认为是“终生的极限营养素.”对于地球上所有各种各样的生物,地球上实际上都含有相当低的磷,这是科学家试图解决的另一个难题。地球大部分地区’磷被困在地壳中的矿物质中。

在污垢中的小绿色幼苗,旁边有一个正方形,里面有大字母P,单词磷和数字。

众所周知,磷是构成生命的六种主要化学元素之一。图片通过 罗阿诺克风景.

黯淡的风景的湖与在海岸线附近的高,粗砺的柱子和与云彩的蓝天。

莫诺湖在东加利福尼亚。这个带有盐柱的盐湖富含碳酸盐和磷,类似于数十亿年前科学家认为有助于地球生命进化的湖泊。图片来自Matthew Dillon / Flickr / 华盛顿大学.

欣克尔决定在海洋浮游生物和地球中使用磷的丰度比’地壳以及大部分 硅酸盐矿物 地球和火星的数量作为基础,以与附近恒星的碳,氮,硅和磷的丰度比进行比较。她用了 Hypatia目录,她还开发了一个公开的恒星数据库。您可以 自己搜索数据库 探索9,434星的恒星丰度数据。这种数据库至关重要,因为人们对不同恒星中磷的含量还知之甚少。欣克尔说:

但是磷恒星的丰度数据很少。仅有约1%的恒星存在磷数据。这使得很难找出恒星之间的任何明显趋势,更不用说磷在系外行星演化中的作用。

科学家不要’由于难以检测,尚不知道不同恒星中磷的含量。在光谱中,它位于光或视觉波长的边缘 红外线 光线,通常不存在的区域’t观察了很多。磷可能在恒星中很常见,但科学家缺乏确定的数据。正如欣克尔所说:

我们的太阳含磷相对较高,地球生物学需要少量但引人注目的磷。因此,在围绕着含磷较少的恒星形成的岩石行星上,磷很可能无法用于该行星表面上的潜在生命。因此,我们敦促恒星丰度社区将磷观测作为未来研究和望远镜设计的重点。

站立在有大标志的放映机屏幕前面的妇女在她前面。

瑞典的Natalie Hinkel是这项新研究的主要作者。在这里,她正在2014年在亚利桑那州弗拉格斯塔夫举行的Cool Star 18会议上进行全体会议。 娜塔莉·欣克尔(Natalie Hinkel).

因此,在寻找与地球生命类似的生命时,磷越多’那里更好。当然,外面也可能存在着与我们在星球上所知的事物完全不相干的生活,但是就目前而言,地球生活的模范是我们必须继续的。还发现了磷 新生恒星以及彗星的气体和尘埃云.

今年早些时候,华盛顿大学研究人员的另一项研究 建议的碳酸盐 富含磷的湖泊帮助人们开始了地球的生命。即使整个地球上磷相对稀缺,这也将有助于解释这里的生命是如何开始的。这些湖– called 苏打湖 –磷的含量比海水,河流和其他类型的湖泊高出50,000倍。这似乎使它们成为生命起源和进化的理想场所。这些湖泊拥有从微生物到火烈鸟的各种各样的生活。

磷对地球上的所有生命至关重要。现在,通过找出其他恒星和行星中包含的磷,研究人员可以开始确定其中哪些行星可以维持生命(至少我们所知道的生命)。在寻找其他有人居住的世界中,这是一个充满希望的令人振奋的发展。

底线:科学家们通过寻找恒星中的磷来开发一种寻找潜在宜居系外行星的新方法。

资料来源:恒星磷对我们对系外行星和天体生物学的理解的影响

通过西南研究所

保罗·斯科特·安德森