在外星世界的大气中检测到这种特定的气体可能
可以毫不夸张地说，近几十年来对太阳系外行星的研究突飞猛进。截至目前，已在3247个系统中确认了4375颗系外行星，还有5856颗候选行星在等待确认。
近年来，对系外行星的研究开始从发现过程过渡到表征过程。
一旦下一代望远镜投入使用，这个过程有望加快。
因此，天体生物学家正在努力创建一份潜在“生物学特征”的综合清单，这些特征指的是与生命相关的化合物和过程（氧气、二氧化碳、水等）。
然而，根据麻省理工学院 (MIT) 团队的最新研究，我们应该寻找的另一个潜在生物特征是一种叫做异戊二烯 (C5H8) 的碳氢化合物。
这项研究描述了他们的发现，“异戊二烯作为一种可能在低氧大气系外行星中的生物特征气体评估”，该研究最近在线发表，并已发表在 Astrobiology Accepted 杂志上。
对于他们的研究，麻省理工学院团队研究了越来越多的可能的生物学特征，未来几年天文学家将继续关注这些生物学特征。
到目前为止，绝大多数系外行星都是通过间接方法被发现和确认的。
在大多数情况下，天文学家单独或结合使用传输光度法和多普勒光谱法。只有少数可以使用直接成像技术检测到，这使得很难表征系外行星的大气和表面。
只有在极少数情况下，天文学家才能获得光谱，以便确定行星大气的化学成分。这可能是光线穿过系外行星大气层时从系外行星的恒星前方穿过的结果，也可能是少数情况下，系外行星大气层反射的光线可以直接成像的结果.
这很大程度上与我们目前望远镜的局限性有关，它们没有必要的分辨率来观察较小的岩石行星，而且它们的轨道更靠近恒星。
天文学家和天体生物学家认为，这些行星最有可能适合居住，但从它们的表面和大气反射的任何光都会被恒星发出的光所淹没。
然而，随着詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 等下一代仪器进入太空，这种情况很快就会改变。 1941 年担任麻省理工学院物理学和行星科学教授的 Sara Seager 领导了该研究小组（也称为 Seager 小组），并且是该论文的合著者。
正如她通过电子邮件告诉《今日宇宙》：“随着詹姆斯韦伯太空望远镜于 2021 年 10 月发射，我们将拥有搜索生物识别气体的第一手能力，但这将非常困难。因为大气信号小型岩石行星非常微弱且难以探测。首先，随着 JWST 的出现，从事该领域工作的人数大大增加。诸如此类的研究提出了新的潜在生物识别气体，其他研究甚至表明氧气等气体的潜在误报。"
一旦部署并投入使用，JWST 将能够以更长的波长（近红外和中红外范围）观察我们的宇宙，并大大提高灵敏度。
望远镜还将依靠一系列光谱仪来获取成分数据，并使用日冕仪来遮挡母星的微光。这项技术将使天文学家能够表征较小的岩石行星的大气层。
反过来，这些数据将使科学家能够对系外行星的宜居性施加更严格的限制，甚至可能导致对已知（和/或潜在）生物特征的检测。
如上所述，这些“生物特征”包括与生命和生物过程相关的化学指令，更不用说对其有益的条件类型。
它包括氧气 (O2)，这是地球上大多数生命所必需的，由光合生物（植物、树木、蓝藻等）产生。这些相同的生物体代谢二氧化碳 (CO2)，这种物质将通过氧气代谢作为废物释放。还有水 (H2O) 和甲烷 (CH4)。水对我们的生活非常重要。甲烷是由有机物腐烂产生的。这是我们所知道的。
由于人们认为火山活动对地球的宜居性起着重要作用，因此与火山活动相关的化学副产品——硫化氢 (H2S)、二氧化硫 (SO2)、一氧化碳 (CO)、氢气(H2) 等也存在。它被认为是生物特征签名。
Zhan、Seager 及其同事希望在此列表中添加另一种可能的生物特征——异戊二烯。
“我们在麻省理工学院的研究团队致力于采用整体方法来探索所有可能的气体作为潜在的生物识别气体。我们之前的工作导致了所有小分子数据库的创建。我们继续过滤使用 ASM 数据库机器学习和数据驱动的方法来识别最合理的生物特征气体候选物，其中之一是异戊二烯。”
与其表亲甲烷一样，异戊二烯是一种有机碳氢化合物分子，是地球上各种物种的次级代谢产物。除了落叶乔木外，异戊二烯也由远方进化的各种生物（如细菌、植物和动物）产生。
正如 Seager 解释的那样，这使其成为潜在的生物印记。 “异戊二烯是有前途的，因为它是地球上生命产生的一种优质物质，与甲烷的数量相同！此外，各种生命形式（从细菌到植物和动物）相互远离进化）所有产生异戊二烯。这表明这可能是其他地方生命的关键组成部分。”
文章来源：《大气与环境光学学报》 网址: http://www.dqyhjgxxb.cn/zonghexinwen/2021/0822/545.html