우리의 태양 이외의 별을 궤도로 궤도로 궤도에 올리는 세계인 외계 행성 연구는 현재 새로운 James Webb Space Telescope (JWST)에 의해 변형되고 있습니다. 우리는 곧 태양계를 넘어서는 지구와 같은 세계에 대한 조건에 대한 첫 번째 통찰력을 얻을 것입니다. 이 먼 세계 중 하나가 삶을 주최 할 수 있습니다. 그러나 우리는 그것을 감지 할 수 있습니까?
우리는 지구 대기의 구성에서 생명의 징후를 발견 할 수 있습니다. 우리는 변속기 분광법 (파장으로 빛을 나누기)이라는 기술을 사용하여 행성의 대기를 통과 할 때 별빛의 다른 가스의 흔적을 찾을 수 있습니다.
.일부 별빛 흡수 가스는 지구상의 생명의 존재를 나타낼 수 있습니다. 우리는이 생물 지정이라고 부릅니다.
1. 산소와 오존
산소는 아마도 가장 명백한 생물 서명 일 것입니다. 식물은 그것을 만들고, 우리는 그것을 호흡하고, 암석 기록에 따르면 지구 대기의 수준이 생명이 진화함에 따라 극적으로 변화했음을 보여줍니다. 우리가 호흡하는 산소는 o 2 입니다 , 두 개의 산소 원자가 함께 붙어있었습니다. 그러나 산소의 또 다른 구성, o 3 또는 오존은 또한 JWST로 관찰 될 수 있습니다.
따라서 이러한 가스 중 하나 또는 둘 다를 감지하면 작업이 완료됩니까? 불행히도. 많은 양의 대기 산소를 생산할 수있는 또 다른 시나리오는“런 어웨이 온실 효과”를 겪고있는 행성입니다. 행성이 물 해양이 증발하기에 충분히 뜨거워지면, 대기의 결과적인 수증기는 온실 효과에 기여합니다-피드백 루프에서 행성을 생명과 호환되지 않는 수준으로 지구를 슈퍼-헤어링합니다.
.결국, 지구는 물 분자가 수소와 산소로 분리 될 수있을 정도로 뜨거워집니다. 수소 분자는 가볍고 지구의 중력을 쉽게 벗어날 수있을 정도로 빠르게 움직일 수있는 반면, 더 느린 산소는 주위에 붙어 있고, 탐지 될 준비가되었고, 의심 할 여지가없는 천문학자를 속이는 경향이 있습니다.
.2. 포스 핀과 암모니아
삶을위한 검색의 현재 초점은 대부분 외계 행성에있을 수 있지만 최근에 집과 더 가까운 발전이있었습니다. 가스 거인 목성 및 토성과 같은 수소가 지배하는 대기에서 자연적으로 발생하는 가스 인 포스 핀은 최근 금성 대기에서 발견되었습니다. 흥미롭게도, 포스 핀은 잠재적 인 생물 서명으로 간주됩니다.
지구상에서, 포스 핀은 미생물, 예를 들어 동물의 장에서 생산됩니다. 생명이 없다면, 우리는 이산화탄소가 지배하는 금성과 같은 대기에서 포스 핀이 대량으로 발생할 것으로 기대하지 않을 것입니다. 즉, 우리는 아직 금성에 대한 다른 포스 핀 공급원을 배제 할 수 없습니다.
파울 냄새 암모니아는 지구상의 동물들에 의해 생산되는 또 다른 잠재적 인 생물 서명 가스입니다. 포스 핀과 마찬가지로, 그것은 가스 거대 행성에서 널리 퍼져 있지만 생명이 없을 때 록키 세계에서는 발생하지 않을 것으로 예상됩니다.
그러나 먼 외계 행성의 대기에서 포스 핀 또는 암모니아를 검출하는 것은 어려울 수 있습니다. 둘 다 지구상에서 10 억 달러당 몇 부분으로 단지 작은 농도에 도달합니다. 따라서 잠재적 인 외계인이 지구의 동물보다 훨씬 더 딱딱하지 않으면 아마도 곧 그들을 발견하지 못할 것입니다.
3. 메탄 플러스 이산화탄소
모호하지 않은 바이오 시그널 인 개별 가스는 거의없고 멀리 떨어져 있으므로 생명을 감지하려면 승리 조합을 찾는 것이 좋습니다. 지구상에서 동물을 방귀하여 생산되는 다량의 메탄과 이산화탄소가 일이 일어나고 있다는 좋은 힌트가 될 것입니다.
산소가 충분하다면 탄소는 이산화탄소로 산소와 어울리는 것을 선호합니다 (Co 2 , 메탄을 형성하기보다는 1 개의 탄소 원자와 2 개의 산소 원자) , 하나의 탄소 원자 및 4 개의 수소 원자). 산소가 풍부한 환경에서, 모든 탄소는 메탄 분자에서 자체적으로 발견되면 몇 개의 여분의 산소를 선호하여 수소 친구를 빠르게 버립니다.
따라서 많은 메탄과 이산화탄소 공존을 보면 박테리아가 끊임없이 메탄을 생산하고 있음을 암시 할 것입니다.
4. 화학적 불균형
위의 주장을 행복하게 공존해서는 안되는 가스의 조합에 적용 할 수 있습니다. 생명은 화학 반응을 사용하여 에너지를 생성하기 때문에 환경의 화학적 평형 (균형)을 방해합니다.
지구상에서 산소는 이산화탄소로 변형되지만 다른 유형의 대기에서는 다른 화학 물질이있는 다른 유형의 대기에서 생명은 다른 과정을 사용하여 동일한 목표를 달성 할 것입니다. 예를 들어, 지구의 바다 깊숙한 열수 통풍구 주위에 사는 메탄 생산 박테리아 (예 :미네랄과 화합물에서 화학 에너지를 수확합니다. 불균형을 찾는 것은 우리가 다른 곳의 삶이 어떻게 생겼는지에 대해 열린 마음을 가질 수 있습니다.
외계인의 신호를 발견하면 어떻게됩니까?
JWST는 이미 외계 행성 분위기 관찰에 대한 우리의 기대치를 초과하고 있습니다. 그러나 질소 또는 이산화탄소에 의해 지배되는 온화한 온도와 대기를 가진 암석 행성은 여전히 전송 분광법을 사용하여 연구하기가 여전히 어려울 것입니다. 이 행성에서 기대하는 신호는 뜨거운 가스 거대 대기에서 성공적으로 관찰 한 것보다 훨씬 약합니다.
예를 들어, 바위가 많은 외계 행성의 대기에서 스타 라이트 흡수 가스를 관찰 할만 큼 운이 좋다면-예를 들어-우리는 여전히 의미있는 결론을 도출하기 위해 이러한 가스가 얼마나 많이 존재하는지 측정해야합니다. 신호가 겹칠 수 있고 신중하게 분리되어야하므로 간단하지 않습니다.
우리가 가능한 생체 서명 가스 중 하나를 감지하고 정확하게 측정하더라도 외계인의 삶을 감지했다고 주장 할 수는 없다고 생각합니다. JWST는 단지 행성 대기의 새롭고 풍부한 실험실을 열고 있으며, 의심 할 여지없이 우리는 이전의 많은 가정이 잘못되었다는 것을 알게 될 것입니다.
우리가 특이한 것을 찾을 때마다 외계인에 대한 결론으로 뛰어 오면 시기상조가 될 것입니다. JWST 바이오 서명 탐지는 더 많은 노력을 기울여 흥미로운 힌트가 될 것입니다. 천문학 자로서 그것은 저에게 충분히 흥미 롭습니다. 
Joanna Barstow , Ernest Rutherford Fellow, Open University
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