我們應該將生命搜尋範圍縮小到“光合宜居帶”

天文學家廣泛撒網尋找宜居行星，雅典喬治亞大學的研究小組認為，撒網範圍可能太廣，沒有什麼用處。 他們認為，我們需要的不僅僅是找到可以支持生命的行星，而是尋找那些可以支持我們可以探測到的生命的行星，這是一個更狹窄的子集。 他們提供瞭如何做到這一點的起點，重點關注他們所謂的“宜居帶」（PHZ）並確定其中的五顆行星。

恆星的宜居帶目前被定義為接受適量陽光以支持液態水的區域——沒有太多的陽光全部蒸發，也沒有那麼多的陽光全部凍結。 這個定義可能有點模糊，因為行星大氣層中的邊界可能會改變。 儘管如此，每當在這個區域內發現類地行星時，我們都會感到興奮，這已經足夠了，天文設備的一些進步是。

然而，作為一支由卡桑德拉·霍爾博士在提交給《天文物理學雜誌》的預印本論文中，如果我們無法從這裡探測到一顆行星，那麼它是否能夠支持生命並不重要。 例如，想像外星人繞軌道運行試圖弄清楚太陽系中是否存在生命。 他們可能認為火星可能適合居住，但他們不可能在那麼遠的距離探測到那裡的任何生命——即使火星車在火星表面，我們也不確定。 另一方面，地球會容易得多。

這是因為地球上的生命非常豐富，它以非生物過程無法做到的方式極大地改變了大氣層。 霍爾和合著者指出，尋找類似的大氣變化是尋找外星生命的下一個前沿領域。 “這樣的探測可能需要專門的研究，佔用大量的望遠鏡時間。” 需要將數百次穿過行星恆星表面的凌日合併起來。

直到我們擁有數十個 JWST 或在操作上，我們不能浪費這樣的時間，需要謹慎選擇目標。

PHZ 的定義也很棘手。 作者得出結論： 「在最理想的生命條件下，沒有大氣和溫室效應，光合宜居帶幾乎與宜居帶一樣寬。 另一方面，如果生命的條件不太好，大氣衰減和溫室效應甚至是中等，那麼光合作用的宜居帶就會集中在更大質量恆星周圍更大的距離處。

在我們投入大量望遠鏡時間研究某個系統之前，我們幾乎肯定不會知道溫室效應，甚至可能不知道。 地球一天的長度是另一個作者認為如果不理想的話可能會縮小PHZ的因素，但也可能是未知的。 因此，最安全的做法是重點關注在各種條件下將位於 PHZ 的區域。

我們發現的許多宜居帶行星預計將是“”，一側永遠面向他們的星星。 關於這些行星是否確實適合居住一直存在激烈爭論。 在某些情況下，應該有一個暮光環，那裡的溫度可能合適，在較冷的情況下，直接指向恆星的區域可能有適當的溫暖。 然而，作者寫道； “我們的分析表明，在所有情況下，PHZ 主要存在於潮汐鎖定半徑之外，這表明在宇宙其他地方尋找生命應該集中在非潮汐鎖定行星周圍。”

在 29 顆已知位於宜居帶的岩石行星中，作者發現只有 5 顆對於所有可能的變數都始終處於 PHZ 中； Kepler-452 b、Kepler-1638 b、Kepler-1544 b 以及 Kepler-62 e 與 f。 如果我們要投入大量望遠鏡時間來嘗試辨識行星大氣層，那麼這些看起來就是起點。

這項工作依賴行星上的生物化學運作方式與我們相似的假設，但正如作者所指出的，如果不是這樣，我們可能無法識別這些產品，所以沒有什麼意義。

預印本可於ArXiv.org

[H T發現雜誌]