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模拟显示许多系外行星可能具有有毒气氛限制了可能性

发布时间：2022-07-31 12:02:39编辑：来源：

科学家们说，大量的太阳系外行星否则位于恒星的“可居住区”可能会产生有毒气体，这一发现可能会极大地限制可以生活的外行星数量，而不是微生物。

传统上，恒星的可居住区域被定义为围绕它的区域，在该区域中，行星可以接收足够的但不是太多的恒星能量，以使其表面上有液态水。

该区域的边界在很大程度上取决于主星的大小和温度。

如果这颗恒星凉爽朦胧，那么这个可居住的区域会在附近蜷缩着，就像在寒冷的夜晚，在垂死的火焰的余烬周围露营。如果天气炎热明亮，那么可居住的区域就会更远-就像同样的露营者试图不被巨大的火焰烧焦一样。

但是这个星球的气氛也扮演着一个角色，类似于露营者的衣服。远离火源，你需要一件温暖的夹克，以防止过冷。更近一点，你可能只想要一件T恤。

这个类比的夹克是温室气体，如二氧化碳，它通过捕获太阳热使地球保持温暖。

只有一个擦。美国加州大学河滨分校的博士后研究员爱德华施维特曼说：“离恒星越远，二氧化碳就越需要解冻。”

事实上，在可居住区的最边缘地区，保持世界足够的温度可能需要比我们自己的大气中存在的二氧化碳数万倍的二氧化碳，他在圣美国天文学会(AAS)的一次会议上说。美国密苏里州路易斯本周。

这对于微生物来说不是问题-很多可以在这样的条件下生存。但是，即使是最简单的动物生命形式，他说，“这远远超出了已知有毒的水平”。

事实上，Schwieterman说，大多数恒星可居住区域外半部分的行星需要含有至少10%二氧化碳的气氛-“这一数量对人类来说是非常有毒的”。

他补充说，如果你想要一个二氧化碳水平的行星，其中人类和其他高阶动物不会中毒，那么适当的区域会缩小到不到传统可居住区域的三分之一。

“想象一个'适合复杂生活的可居住区'被定义为一个安全区，它可以支持像我们今天在地球上发现的丰富的生态系统，”加州大学河滨分校的生物地球化学家TimothyLyons说道，他也是研究团队的成员。

“我们的研究结果表明，像我们这样的复杂生态系统不能像传统定义的那样存在于可居住区的大多数地区。”

二氧化碳不是唯一的问题。另一种有毒气体是一氧化碳，我们通常将其与空气污染联系起来，但可以通过自然原因产生。

即使是相当少量的，一氧化碳也会与血液中的血红蛋白结合，阻止氧气输送到需要它的细胞，导致它们因缺氧而死亡。

然而，在地球上，这种气体通常不会达到致命的水平，除非在狭窄的空间(例如车辆发动机运行的车库)，因为它在太阳辐射下被紫外线迅速摧毁。

但是大多数恒星比太阳更暗。Schwieterman的研究小组计算得出，其中最暗的一些产生的紫外线不足以从传统可居住区域的任何部分的行星大气中清除一氧化碳。

同样，对于某些类型的微生物来说，这些可能是合适的环境，但Schwieterman说，“这些对于人类或动物生命来说肯定不是我们所知道的好地方”。

当然，外来物种可能会在血液中使用血红蛋白以外的物质。

例如，在星际迷航中，像Spock先生这样的瓦肯人有绿色血液-因为它使用含铜化合物进行氧气运输而不是含铁血红蛋白。

虽然这是科幻小说，但地球上的软体动物确实使用一种叫做血蓝蛋白的铜化合物来替代血红蛋白。他们的血液是蓝色的，不是绿色的，但它也不容易被一氧化碳中毒。

然而，高等动物需要比软体动物更多的氧气，并且它们使用血红蛋白。

“血红蛋白是我们所知道的最有效的携氧化合物，”Schwieterman说。

此外，他补充说，即使外星人的进化找到解决一氧化碳问题的方法，它也不是唯一可以在昏暗的恒星紫外线辐射下产生毒性水平的气体。

“因此，存在多种潜在问题，”他说。

并不是说他建议我们应该放弃寻找ET。相反，随着成千上万的新系外行星被发现，他的团队的研究可以帮助科学家将他们的注意力引向最有可能的候选人。

“我们的研究结果表明，复杂的生活需要我们以前从未了解的事情，”他说。

里昂补充说：“这是地球上生命的生理极限首次被认为可以预测宇宙中其他地方复杂生命的分布。

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