硫磺“香料”外星人的气氛-生命迹象的指向

他们说多样性是生活的调味品，现在约翰·霍普金斯大学研究人员的新发现表明，某种元素“品种”（硫）确实是一种“调味品”，也许可以指出生命的迹象。

研究人员在实验室模拟中得出的这些发现表明，硫会极大地影响太阳系以外遥远行星的观测结果。研究结果暗示了使用硫作为地球外生命的标志，也影响了研究人员如何解释有关行星大气的数据。

研究结果的报告于2020年4月6日在《自然天文学》上发表。

“我们发现，大气中只有少量的硫，含量不到2％，会对形成什么雾状颗粒以及形成多少雾状颗粒产生重大影响，”地球与地球科学部助理研究员Chao He表示。约翰·霍普金斯大学的行星科学和该研究的第一作者。

“这完全改变了科学家在检查我们太阳系以外行星上的大气时应该寻找和期望的东西。”

Chao He和SarahHörst在约翰霍普金斯大学研究系外行星大气。

尽管科学家们已经知道，硫气会影响太阳系中许多行星的光化学，例如地球，金星和木星，但对于硫在太阳系以外行星或系外行星大气中的作用知之甚少。

由于它是地球生命的重要元素，源于植物和细菌，并存在于多种氨基酸和酶中，因此科学家建议使用硫产品来寻找地球以外的生命。他说，了解硫是否存在以及如何影响这些大气层可以帮助科学家确定硫气体是否可以用作生命来源。

他说，由于硫的高反应活性和一旦完成实验就很难清除，因此研究人员在实验室中很少进行模拟含硫的行星大气的研究。实际上，硫是如此的活泼，以至于它甚至会与实验装置本身发生反应，因此研究团队不得不升级他们的设备以适当地耐受硫。据他所知，仅存在其他三项在实验室中模拟硫化学的研究，这些研究是为了了解其在地球大气中的作用。这是首次在系外行星大气层中研究硫的实验室模拟。

Chao和同事进行了两组实验，使用二氧化碳，一氧化碳，氮气，氢气，水和氦气作为初始气体混合物的指导。一项实验在混合物中加入了1.6％的硫，而另一项则没有。该研究小组在萨拉·霍斯特实验室（SarahHörst）的实验室中，该实验室是专门设计的行星霾（PHAZER）实验室进行的，该实验室是地球与行星科学的副教授，也是该论文的第二作者。

进入室内后，研究小组将气体混合物暴露于两种能源之一：交
流辉光放电产生的等离子体或紫外灯发出的光。等离子体是一种比紫外线强的能源，可以模拟电活动，例如闪电和/或高能粒子，紫外线是行星大气（例如地球，土星和冥王星）中化学反应的主要驱动力。

在分析了固体颗粒和形成的气体产物后，He及其同事发现，与硫的混合物雾霾颗粒或悬浮在气体中的固体颗粒多了三倍。

Chao的团队发现，这些颗粒中的大多数是有机硫产物，而不是硫酸或八硫，研究人员此前认为，这将构成系外行星中大多数硫颗粒。

“这些新信息意味着，如果您试图观察系外行星的大气并分析其光谱，那么当您以前希望看到其他产品时，现在应该可以看到这些有机硫产品。或者，至少，您应该知道，他们在那里并不罕见。这将改变研究人员对他们所看到的光谱的解释和解释。”

同样，这些发现应指导研究人员在观察含硫的系外行星大气时预期会有更多的雾霾颗粒，因为只有少量的硫可使雾霾产生速率增加三倍。同样，这将改变研究人员解释其发现的方式，并且可能对将来观察系外行星至关重要。

他说，他的发现的最后一个主要含义是，他们促使人们提高了对在没有生命的情况下可以在实验室中生产许多硫产品的认识，因此科学家应谨慎行事，并在建议存在硫之前应排除光化学法生产的硫。作为生命的标志。

参考：何超，Sarah M.Hörst，Nikole K. Lewis，Xinting Yu，Julianne I. Moses，Patricia McGuiggan，Mark S. Marley和Eliza M.-R.着，“温暖的富含CO2的系外行星大气中的硫驱动雾霾形成”。肯普顿，莎拉·E·莫兰（Sarah E.Moran），卡罗琳·莫里（Caroline V.Morley）和韦罗尼克·威登（VéroniqueVuitton），2020年4月6日，自然天文学。
10.1038 / s41550-020-1072-9

这篇论文的其他作者包括约翰·霍普金斯大学的帕特里夏·麦奎根（Patricia McGuiggan）和莎拉·莫兰（Sarah E. Moran）。加州大学圣克鲁斯分校的辛欣婷，康奈尔大学的妮可·K·刘易斯；空间科学研究所的朱丽安·摩西（Julianne I. Moses）； NASA艾姆斯研究中心的Mark S. Marley； Eliza M.-R.马里兰大学学院公园的肯普顿；德克萨斯大学奥斯汀分校的Caroline V.Morley；以及格勒诺布尔国际计划研究所的VéroniqueVuitton。