「氧氣瓶頸」可以幫助發現具有技術文明的系外行星
兩位研究人員說,看看地球上科技的發展,你會發現火是其核心。那麼火需要什麼才能燃燒呢?氧氣,它的化學特徵可以為我們以外世界的科技社會提供線索。迄今為止,研究人員已經證實地球以外存在5000 多顆行星。雖然我們還沒有足夠強大的望遠鏡來向我們展示這些系外行星的表面,但我們有天體成像儀,可以揭示它們大氣層的化學成分。因此,利用這項技術是我們目前在其他行星上發現生命的最大希望。
雖然沒人能說清外星生命可能會是什麼樣子,但研究人員至少越來越接近確定外星生命發展的合適條件了羅徹斯特大學插圖/Michael Osadciw
為此,就在上週,麻省理工學院和伯明翰大學的研究人員建議研究系外行星的二氧化碳特徵。他們說,那些二氧化碳含量較低的行星很可能是充滿了巨大海洋的世界,這些海洋已經從大氣中清除了二氧化碳氣體。有外星水的地方,就可能有外星生命。
上個月早些時候,另一個研究小組在銀河系的一個區域發現了以前從未見過的磷,使他們相信這可能使這裡成為生命的成熟區域。
現在,羅徹斯特大學物理和天文學教授亞當-弗蘭克(Adam Frank)和義大利羅馬托爾韋爾加塔大學天文學和天體物理學副教授阿米迪奧-巴爾比(Amedeo Balbi)提議將另一種化學指標應用於系外行星。他們說,搜尋大氣中一定水平的氧氣不僅有助於確定係外行星上是否存在生命,還有助於確定它是否先進到足以發展出技術。這是因為氧氣的存在對於火來說至關重要,而他們認為,火是創造任何先進技術組件的關鍵。
具體來說,他們說系外行星大氣中的氧氣含量需要超過18%,才能促進有控制地使用火–這個數字是他們透過研究我們星球上生命的發展來確定的。
弗蘭克說:”在一個沒有氧氣的世界裡,你也許可以獲得生物–你甚至可以獲得智慧生物–但是如果沒有現成的火源,就永遠不可能發展出更高的技術,因為更高的技術需要燃料和熔化。”
由於生命可以在低於這個數字的水平下存在,研究人員創造了”氧氣瓶頸”這個詞來描述外星大氣中從簡單支持生命形式到允許這些生命形式使用火來創造先進技術之間所需的臨界點。
他補充說:”大氣中高濃度氧氣的存在就像是一個瓶頸,必須通過這個瓶頸才能擁有一個科技物種。可以擁有其他一切,但如果大氣中沒有氧氣,就不可能擁有科技物種。”
研究人員說,因此,未來尋找蘊藏外星技術的行星時,應該只關注大氣層中有足夠氧氣的系外行星。弗蘭克先前曾將這種指標描述為”技術訊號”,即係外行星化學構成的一種衡量標準,可以表明一個社會是否使用了先進技術,無論是初級冶金學還是微晶片的製造。
巴爾比說:”在另一顆行星上發現智慧和科技生命的影響將是巨大的。因此,我們在解釋可能的探測結果時需要非常謹慎。我們的研究表明,我們應該對來自大氣中氧氣不足的星球的潛在技術訊號持懷疑態度。”
巴爾比和法蘭克的研究成果發表在《自然-天文學》雜誌。