地球作为测试对象
地球上确实有可能存在生命。苏黎世联邦理工学院粒子物理和天体物理学研究所进行的一项研究证明了这一点。当然，研究人员的目的并不是要回答问题本身。相反，他们以地球为例来证明计划中的 LIFE(系外行星大型干涉仪)太空任务可以取得成功，并且计划中的测量程序有效。
寻找生命
由苏黎世联邦理工学院领导的国际生命计划拥有由五颗卫星组成的网络， 希望有一天能够在系外行星上探测到生命的痕迹。它的目的是对类地系外行星进行更详细的研究，这些系外行星的大小和温度与地球相似，但绕其他恒星运行。
该计划是将五颗较小的卫星放置在靠近詹姆斯·韦伯太空望远镜的太空中。这些卫星将共同形成一个大型望远镜，充当干涉仪来接收系外行星的红外热辐射。然后可以利用光谱来推断这些系外行星及其大气层的成分。“我们的目标是在光谱中检测暗示系外行星上存在生命的化合物，”LIFE 计划的领导者 Sascha Quanz 解释道。
地球是一个不起眼的斑点
在这项刚刚发表在《天体物理学杂志》上的研究中，研究人员 Jean-Noël Mettler、Björn S. Konrad、Sascha P. Quanz 和 Ravit Helled 研究了 LIFE 任务如何更好地描述系外行星的宜居性。为此，他们决定将地球视为一颗系外行星，对我们的家乡星球进行观测。
这项研究的独特之处在于，该团队在真实光谱而不是模拟光谱上测试了未来 LIFE 任务的能力。他们利用美国宇航局 Aqua 地球观测卫星上的一个大气测量设备的数据，生成了中红外范围内的地球发射光谱，这可能会在未来的系外行星观测中记录下来。
该项目的核心有两个考虑因素。首先，如果大型太空望远镜从太空观察地球，它会记录什么样的红外光谱?因为从很远的距离观察地球，它看起来就像一个不起眼的斑点，没有海洋或山脉等可识别的特征。这意味着光谱将是空间和时间的平均值，这取决于望远镜将捕获行星的哪些视图以及捕获的时间。
视角和季节如何影响观察?
由此，物理学家得出了研究中的第二个考虑因素：如果分析这些平均光谱来获取有关地球大气和表面状况的信息，那么结果将如何取决于观测几何和季节波动等因素?
研究人员考虑了三种观测几何形状——两极的两种视图和一个额外的赤道视图——并重点关注一月和七月记录的数据，以解释最大的季节性变化。
成功鉴定为宜居行星
这项研究的主要发现令人鼓舞：如果像 LIFE 这样的太空望远镜从大约 30 光年的距离观察地球，它将发现一个温和、宜居世界的迹象。该团队能够在地球大气的红外光谱中检测大气气体CO 2、水、臭氧和甲烷的浓度，以及有利于水出现的表面条件。臭氧和甲烷的证据尤其重要，因为这些气体是由地球生物圈产生的。
正如研究人员所表明的，这些结果与观测几何无关。这是个好消息，因为未来观测类地系外行星的确切观测几何结构可能是未知的。
然而，当比较季节性波动时，结果就不那么具有启发性了。匡兹说：“即使不容易观察到大气季节性，我们的研究表明，下一代太空任务可以评估附近的温带类地系外行星是否适合居住，甚至有人居住。”
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