“然而另一方面争论变得更加激烈,即同时探测到甲烷和氧气,或甲烷和臭氧在一起,是否是有力的生命特征信号?”多玛戈-古德曼说。“要造出这种生命‘假信号’真的、真的很难,我们发现的只有单独的氧气(臭氧)或甲烷。”
研究人员认为,甲烷和氧分子同时存在是生物活动的可靠信号,因为甲烷在一个有含氧分子的大气中无法长久存在。多玛戈-古德曼说:“这就像学生和披萨饼,如果你在一个屋子里同时看到披萨饼和几个学生,披萨饼很可能是刚送来的,否则学生们会很快吃掉它。甲烷和氧气也是这样,如果它们同时出现在大气里,甲烷很可能是最近才产生的,因为氧气会消耗甲烷。由此你知道甲烷有个补给源,在有氧气的情况下,最好的补给源就是生命。反过来也一样,在一个含有甲烷的大气中,要想保持其中还有氧气,就必须补给氧气,最好的方式也是生命。”
模拟的指导原则
研究人员用计算机模拟了太阳系外行星的大气化学成分,并开发出一种程序能自动进行数千次的计算推演,以便看到更广泛的大气成为和恒星类型。
做这些模拟首先要确保反应能够平衡:放入大气的氧分子要能通过反应从大气中除去。如氧和铁在行星表面反应生成氧化铁,这是大部分红色岩石的成因,也是火星尘呈现红色的原因。计算显示,一个平衡的大气非常重要,因为这种平衡才能使大气历经地质时期而长久存在。由于行星寿命以十亿年计,当一颗行星处在只有几千或几百万年的氧气或甲烷浪潮中时,被天文学家碰巧看到的可能性几乎为零。
计算还要适合多种情况。因为无论在行星大气中还是在行星之间,非生物过程也能产生氧气。大气中如果有许多能消耗氧气的气体,如甲烷或氢气,产生的任何氧气或臭氧都会被破坏;如果耗氧气体正在变少,氧气和臭氧可能会存在一段时间。