Cov nroj tsuag zoo li cas ntawm lwm cov exoplanets?

2024 Tus sau: Seth Attwood | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-16 16:06

Kev tshawb nrhiav lub neej extraterrestrial tsis yog qhov kev tshawb fawb tsis tseeb lossis UFO cov neeg yos hav zoov. Tej zaum cov thev naus laus zis niaj hnub tseem tsis tau mus txog qib uas yuav tsum tau ua, tab sis nrog lawv cov kev pab peb twb muaj peev xwm txheeb xyuas qhov tshwm sim ntawm lub cev thiab tshuaj lom neeg ntawm cov txheej txheem tseem ceeb hauv cov khoom muaj sia.

Astronomers tau tshawb pom ntau dua 200 lub ntiaj teb orbiting hnub qub sab nraum lub hnub ci. Txog tam sim no peb tsis tuaj yeem muab cov lus teb tsis meej txog qhov tshwm sim ntawm kev muaj sia nyob ntawm lawv, tab sis qhov no tsuas yog lub sijhawm xwb. Thaum Lub Xya Hli 2007, tom qab tshuaj xyuas lub hnub qub uas dhau los ntawm exoplanet huab cua, astronomers tau lees paub tias muaj dej ntawm nws. Telescopes tam sim no tau tsim los uas yuav ua rau nws muaj peev xwm tshawb nrhiav cov cim ntawm lub neej ntawm cov ntiaj chaw xws li lub ntiaj teb los ntawm lawv cov spectra.

Ib qho tseem ceeb cuam tshuam rau lub spectrum ntawm lub teeb pom kev los ntawm lub ntiaj teb yuav yog cov txheej txheem ntawm photosynthesis. Tab sis qhov no puas ua tau hauv lwm lub ntiaj teb? Heev! Hauv ntiaj teb, photosynthesis yog lub hauv paus rau yuav luag txhua yam muaj sia. Txawm tias muaj tseeb hais tias qee cov kab mob tau kawm nyob rau hauv qhov kub siab hauv methane thiab hauv dej hiav txwv hydrothermal vents, peb tshuav cov nplua nuj ntawm ecosystems nyob rau saum npoo ntawm peb ntiaj chaw rau hnub ci.

Ntawm qhov tod tes, nyob rau hauv cov txheej txheem ntawm photosynthesis, oxygen yog tsim, uas, ua ke nrog ozone tsim los ntawm nws, tuaj yeem pom nyob rau hauv cov huab cua ntawm lub ntiaj teb. Ntawm qhov tod tes, cov xim ntawm lub ntiaj teb yuav qhia tau tias muaj cov xim tshwj xeeb, xws li chlorophyll, ntawm nws qhov chaw. Yuav luag ib puas xyoo dhau los, tau pom lub caij nyoog tsaus ntuj ntawm qhov chaw ntawm Mars, astronomers xav tias muaj cov nroj tsuag ntawm nws. Kev sim tau ua kom pom cov cim ntawm cov nroj tsuag ntsuab nyob rau hauv lub spectrum ntawm lub teeb pom kev los ntawm lub ntiaj teb nto. Tab sis qhov tsis txaus ntseeg ntawm txoj hauv kev no tau pom txawm tias los ntawm tus kws sau ntawv Herbert Wells, uas nyob rau hauv nws "Kev Tsov Rog ntawm Ntiaj Teb" tau hais tias: "Qhov tseeb, lub nceeg vaj zaub ntawm Mars, sib piv rau lub ntiaj teb, qhov twg ntsuab predominates, muaj ntshav- liab." Tam sim no peb paub tias tsis muaj cov nroj tsuag ntawm Mars, thiab qhov pom ntawm qhov tsaus ntuj ntawm qhov chaw yog txuam nrog cov plua plav cua daj cua dub. Wells nws tus kheej tau ntseeg tias cov xim ntawm Mars tsis yog tsawg kawg yog txiav txim siab los ntawm cov nroj tsuag uas npog nws qhov chaw.

Txawm nyob hauv lub ntiaj teb, cov kab mob photosynthetic tsis txwv rau ntsuab: qee cov nroj tsuag muaj nplooj liab, thiab ntau yam algae thiab cov kab mob photosynthetic shimmer nrog tag nrho cov xim ntawm zaj sawv. Thiab cov kab mob ntshav liab siv cov hluav taws xob infrared los ntawm Lub Hnub ntxiv rau qhov pom kev pom. Yog li dab tsi yuav yeej ntawm lwm lub ntiaj teb? Thiab peb tuaj yeem pom qhov no li cas? Cov lus teb yog nyob ntawm cov txheej txheem uas cov neeg txawv teb chaws photosynthesis assimilates lub teeb ntawm nws lub hnub qub, uas txawv ntawm qhov hluav taws xob los ntawm lub hnub. Tsis tas li ntawd, qhov sib txawv ntawm cov huab cua kuj cuam tshuam cov spectral muaj pes tsawg leeg ntawm cov teeb meem hluav taws xob ntawm lub ntiaj teb saum npoo.

Cov hnub qub ntawm spectral class M (dwarfs liab) ci ntsa iab, yog li cov nroj tsuag ntawm lub ntiaj teb zoo li lub ntiaj teb nyob ze lawv yuav tsum yog xim dub thiaj li nqus tau lub teeb ntau li ntau tau. Cov tub ntxhais hluas M hnub qub kub hnyiab saum npoo ntawm cov ntiaj chaw nrog ultraviolet flares, yog li cov kab mob yuav tsum muaj dej. Peb lub hnub yog chav kawm G. Thiab nyob ze F-chav hnub qub, cov nroj tsuag tau txais ntau lub teeb thiab yuav tsum muaj kev cuam tshuam ib feem tseem ceeb ntawm nws.

Txhawm rau xav txog tias photosynthesis yuav zoo li cas hauv lwm lub ntiaj teb, koj thawj zaug yuav tsum nkag siab tias cov nroj tsuag nqa tawm hauv ntiaj teb li cas. Lub zog spectrum ntawm lub hnub ci muaj qhov ncov hauv thaj av xiav-ntsuab, uas ua rau cov kws tshawb fawb xav tau ntev ntev vim li cas cov nroj tsuag tsis nqus lub teeb ntsuab tshaj plaws, tab sis, ntawm qhov tsis sib xws, xav txog nws? Nws muab tawm hais tias cov txheej txheem ntawm photosynthesis nyob ntawm seb tsis muaj ntau npaum li cas ntawm tag nrho cov hnub ci zog, tab sis nyob rau hauv lub zog ntawm ib tug neeg photons thiab tus naj npawb ntawm photons uas ua rau lub teeb.

Txhua lub xiav photon nqa lub zog ntau dua li liab, tab sis lub hnub feem ntau emits liab. Nroj tsuag siv xiav photons vim lawv qhov zoo, thiab cov liab liab vim lawv qhov ntau. Lub wavelength ntawm lub teeb ntsuab yog raws nraim ntawm liab thiab xiav, tab sis ntsuab photons tsis txawv nyob rau hauv muaj los yog lub zog, yog li ntawd cov nroj tsuag tsis siv lawv.

Thaum lub sij hawm photosynthesis los kho ib tug carbon atom (los ntawm carbon dioxide, CO₂) nyob rau hauv ib tug qab zib molecule, tsawg kawg yog yim photons yuav tsum tau, thiab rau lub cleavage ntawm hydrogen-oxygen daim ntawv cog lus nyob rau hauv ib tug dej molecule (H₂O) - ib leeg. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, ib tug dawb electron tshwm, uas yog tsim nyog rau ntxiv cov tshuaj tiv thaiv. Nyob rau hauv tag nrho, rau tsim ib tug oxygen molecule (O₂) plaub daim ntawv cog lus yuav tsum tau tawg. Rau qhov thib ob cov tshuaj tiv thaiv los tsim cov piam thaj molecule, tsawg kawg yog plaub lub photons ntxiv. Nws yuav tsum raug sau tseg tias photon yuav tsum muaj qee lub zog tsawg kawg nkaus thiaj li koom nrog hauv photosynthesis.

Txoj kev uas cov nroj tsuag nqus hnub ci yog tiag tiag ib qho ntawm cov kev xav ntawm ntuj. Photosynthetic pigments tsis tshwm sim raws li ib tug neeg molecules. Lawv tsim cov pawg, raws li nws yog, ntawm ntau lub kav hlau txais xov, txhua tus uas tau kho kom pom cov duab ntawm qee qhov wavelength. Chlorophyll feem ntau absorbs liab thiab xiav lub teeb, thaum lub carotenoid pigments uas muab lub caij nplooj zeeg nplooj liab thiab daj pom ib tug txawv ntxoov xiav. Txhua lub zog sau los ntawm cov xim no yog xa mus rau chlorophyll molecule nyob rau hauv qhov chaw tshuaj tiv thaiv, qhov twg dej sib cais los ua cov pa oxygen.

Lub complex ntawm molecules nyob rau hauv lub chaw tshuaj tiv thaiv yuav ua tau cov tshuaj tiv thaiv tsuas yog hais tias nws tau txais liab photons los yog ib tug sib npaug ntawm lub zog nyob rau hauv ib co lwm yam. Txhawm rau siv xiav photons, cov kav hlau txais xov pigments hloov lawv lub zog siab rau hauv qis zog, ib yam li cov kauj ruam-down transformers txo 100,000 volts ntawm ib txoj kab hluav taws xob mus rau 220 volt phab ntsa qhov hluav taws xob. Cov txheej txheem pib thaum lub xiav photon tsoo cov xim uas absorbs xiav lub teeb thiab hloov lub zog mus rau ib qho ntawm cov electrons hauv nws cov molecule. Thaum ib qho hluav taws xob rov qab los rau hauv nws lub xeev qub, nws tawm lub zog no, tab sis vim qhov kub thiab kev vibrational poob, tsawg dua nws absorbed.

Txawm li cas los xij, cov xim molecule muab lub zog uas tau txais tsis yog nyob rau hauv daim ntawv ntawm photon, tab sis nyob rau hauv daim ntawv ntawm ib tug hluav taws xob kev sib raug zoo nrog rau lwm cov xim molecule, uas muaj peev xwm nqus tau lub zog ntawm ib tug qis theem. Nyob rau hauv lem, lub thib ob pigment tso tawm txawm tsawg zog, thiab cov txheej txheem no tseem mus txog rau thaum lub zog ntawm lub qub xiav photon poob mus rau qib liab.

Lub chaw cov tshuaj tiv thaiv, raws li qhov kawg ntawm qhov cascade, yog yoog kom nqus tau cov photons nrog lub zog tsawg. Nyob rau saum npoo ntawm peb ntiaj chaw, liab photons yog ntau tshaj thiab nyob rau tib lub sij hawm muaj lub zog qis tshaj ntawm photons nyob rau hauv lub spectrum pom.

Tab sis rau hauv qab dej photosynthesizers, liab photons tsis tas yuav muaj ntau tshaj. Lub cheeb tsam ntawm lub teeb siv rau photosynthesis hloov nrog qhov tob li dej, yaj tshuaj nyob rau hauv nws, thiab cov kab mob nyob rau hauv lub Upper txheej lim lub teeb. Qhov tshwm sim yog qhov tseeb stratification ntawm cov ntaub ntawv nyob raws li lawv cov xim pigments. Cov kab mob los ntawm cov khaubncaws sab nraud povtseg ntawm cov dej sib sib zog nqus muaj cov xim uas tau kho rau lub teeb ntawm cov xim uas tsis tau nqus los ntawm cov khaubncaws sab nraud povtseg saum toj no. Piv txwv li, algae thiab cyanea muaj cov pigments phycocyanin thiab phycoerythrin, uas nqus ntsuab thiab daj photons. Hauv anoxygenic (i.e. Cov kab mob uas tsis yog-oxygen-tsim) cov kab mob yog bacteriochlorophyll, uas absorbs lub teeb los ntawm qhov deb liab thiab ze infrared (IR) cheeb tsam, uas tsuas yog muaj peev xwm nkag mus rau hauv qhov tob tob ntawm dej.

Cov kab mob uas tau hloov mus rau qhov tsis tshua muaj teeb pom kev zoo yuav loj hlob qeeb vim tias lawv yuav tsum ua haujlwm hnyav dua kom nqus tau tag nrho cov teeb pom kev zoo rau lawv. Nyob rau hauv lub ntiaj teb nto, qhov twg lub teeb muaj ntau, nws yuav tsis zoo rau cov nroj tsuag los tsim ntau pigments, yog li ntawd lawv xaiv xim. Tib lub hauv paus ntsiab lus evolutionary yuav tsum ua hauj lwm nyob rau hauv lwm lub planetary systems thiab.

Ib yam li cov tsiaj hauv dej tau hloov mus rau lub teeb lim los ntawm dej, cov neeg nyob hauv av tau hloov mus rau lub teeb lim los ntawm cov pa cua. Nyob rau sab qaum teb ntawm lub ntiaj teb huab cua, feem ntau photons yog daj, nrog lub wavelength ntawm 560-590 nm. Tus naj npawb ntawm photons maj mam txo qis ntawm cov nthwv dej ntev thiab tawg sai sai rau cov luv luv. Raws li lub hnub ci dhau los ntawm cov huab cua sab saud, dej vapor absorbs IR hauv ob peb pawg ntev dua 700 nm. Oxygen tsim cov kab nqaim ntawm cov kab nqus nyob ze 687 thiab 761 nm. Txhua tus paub tias ozone (Oh₃) nyob rau hauv lub stratosphere nquag absorbs ultraviolet (UV) lub teeb, tab sis nws kuj absorbs me ntsis nyob rau hauv lub pom cheeb tsam ntawm lub spectrum.

Yog li, peb cov huab cua tawm qhov rais los ntawm cov hluav taws xob tuaj yeem ncav cuag lub ntiaj teb nto. Qhov ntau ntawm cov hluav taws xob pom tau txwv nyob rau sab xiav los ntawm kev txiav tawm ntse ntawm lub hnub ci spectrum hauv thaj tsam luv luv wavelength thiab UV nqus los ntawm ozone. Cov ciam teb liab yog txhais los ntawm cov kab nqus oxygen. Lub ncov ntawm tus naj npawb ntawm photons yog hloov los ntawm daj mus rau xim liab (kwv yees 685 nm) vim qhov kev nqus ntawm ozone nyob rau hauv cheeb tsam pom.

Cov nroj tsuag tau yoog rau qhov spectrum no, uas yog txiav txim siab los ntawm oxygen. Tab sis nws yuav tsum nco ntsoov tias cov nroj tsuag lawv tus kheej muab cov pa oxygen rau cov cua. Thaum thawj cov kab mob photosynthetic tshwm sim hauv ntiaj teb, muaj cov pa oxygen me me hauv cov huab cua, yog li cov nroj tsuag yuav tsum siv cov xim uas tsis yog chlorophyll. Tsuas yog tom qab lapse ntawm lub sijhawm, thaum photosynthesis hloov qhov muaj pes tsawg leeg ntawm huab cua, chlorophyll los ua cov xim zoo tshaj plaws.

Cov ntaub ntawv pov thawj ntawm cov pob txha muaj peev xwm ntawm photosynthesis yog kwv yees li 3.4 billion xyoo, tab sis cov pob txha pob txha ua ntej tseem qhia pom cov txheej txheem no. Thawj cov kab mob photosynthetic yuav tsum nyob hauv qab dej, ib feem vim tias dej yog cov kuab tshuaj zoo rau cov tshuaj lom neeg biochemical, thiab vim nws muab kev tiv thaiv los ntawm hnub ci UV hluav taws xob, uas yog qhov tseem ceeb thaum tsis muaj txheej txheej atmospheric ozone. Cov kab mob no yog cov kab mob hauv qab dej uas nqus cov duab hluav taws xob infrared. Lawv cov tshuaj tiv thaiv muaj xws li hydrogen, hydrogen sulfide, hlau, tab sis tsis yog dej; yog li ntawd, lawv tsis emit oxygen. Thiab tsuas yog 2,7 billion xyoo dhau los, cyanobacteria hauv dej hiav txwv pib oxygenic photosynthesis nrog kev tso tawm ntawm oxygen. Cov pa oxygen thiab txheej ozone maj mam nce, tso cai rau cov liab thiab xim av algae nce mus rau saum npoo. Thiab thaum cov dej theem hauv cov dej ntiav txaus los tiv thaiv UV, ntsuab algae tshwm. Lawv muaj ob peb phycobiliproteins thiab tau zoo yoog rau lub teeb ci nyob ze ntawm qhov dej. 2 billion xyoo tom qab cov pa oxygen pib sau nyob rau hauv cov huab cua, cov xeeb leej xeeb ntxwv ntawm ntsuab algae - nroj tsuag - tshwm nyob rau hauv av.

Cov nroj tsuag tau hloov pauv tseem ceeb - ntau yam ntawm cov ntaub ntawv tau nce sai: los ntawm mosses thiab liverworts mus rau vascular nroj tsuag nrog siab crowns, uas nqus ntau lub teeb thiab yoog mus rau qhov sib txawv climatic aav. Conical crowns ntawm coniferous ntoo zoo nqus lub teeb nyob rau hauv high latitudes, qhov twg lub hnub tsis sawv saum lub qab ntug. Cov nroj tsuag hlub ntxoov ntxoo tsim anthocyanin los tiv thaiv lub teeb ci. Ntsuab chlorophyll tsis yog tsuas yog ua tau zoo rau cov niaj hnub muaj pes tsawg leeg ntawm huab cua, tab sis kuj pab tswj nws, ua kom peb lub ntiaj teb ntsuab. Nws yog qhov ua tau tias cov kauj ruam tom ntej hauv kev hloov pauv yuav ua rau muaj txiaj ntsig zoo rau cov kab mob uas nyob hauv qhov ntxoov ntxoo hauv qab cov ntoo thiab siv phycobilins nqus cov teeb ntsuab thiab daj. Tab sis cov inhabitants ntawm lub Upper tier, thaj, yuav nyob twj ywm ntsuab.

Painting lub ntiaj teb liab

Thaum tshawb nrhiav cov xim photosynthetic ntawm cov ntiaj chaw hauv lwm lub hnub qub, astronomers yuav tsum nco ntsoov tias cov khoom no nyob ntawm ntau theem ntawm evolution. Piv txwv li, lawv yuav ntsib lub ntiaj teb zoo ib yam li lub ntiaj teb, hais tias, 2 billion xyoo dhau los. Nws kuj tseem yuav tsum tau nco ntsoov tias cov kab mob alien photosynthetic tuaj yeem muaj cov khoom uas tsis yog yam ntxwv ntawm lawv cov "cov txheeb ze". Piv txwv li, lawv muaj peev xwm faib dej molecules siv ntev wavelength photons.

Cov kab mob nyob ntev tshaj plaws hauv ntiaj teb yog cov kab mob ntshav qab zib anoxygenic, uas siv cov hluav taws xob infrared nrog lub wavelength txog 1015 nm. Cov ntaub ntawv tuav ntawm cov kab mob oxygenic yog marine cyanobacteria, uas nqus ntawm 720 nm. Tsis muaj kev txwv sab sauv rau lub wavelength uas tau txiav txim los ntawm cov cai ntawm physics. Nws tsuas yog hais tias cov txheej txheem photosynthesizing yuav tsum siv ntau qhov ntev-wavelength photons piv rau luv-yoj wavelength sawv daws yuav.

Qhov kev txwv tsis pub muaj ntau yam pigments, tab sis lub spectrum ntawm lub teeb ncav cuag lub ntiaj teb nto, uas nyob rau hauv lem nyob ntawm seb hom hnub qub. Astronomers faib cov hnub qub raws li lawv cov xim, nyob ntawm lawv qhov kub, qhov loj, thiab hnub nyoog. Tsis yog txhua lub hnub qub nyob ntev txaus rau lub neej kom tshwm sim thiab txhim kho ntawm cov ntiaj chaw nyob sib ze. Cov hnub qub nyob ntev (kom txo qhov kub thiab txias) ntawm spectral chav F, G, K, thiab M. Lub hnub nyob rau hauv chav kawm G. F-chav kawm hnub qub yog loj thiab ci dua lub hnub, lawv hlawv, emitting ib brighter. lub teeb xiav thiab hlawv tawm hauv kwv yees li 2 billion xyoo. Cov hnub qub K thiab M yog qhov me me ntawm txoj kab uas hla, fainter, redder thiab cais raws li nyob ntev.

Nyob ib ncig ntawm txhua lub hnub qub muaj qhov hu ua "lub neej zone" - ntau lub orbits, nyob rau hauv uas cov ntiaj chaw muaj qhov kub thiab txias tsim nyog rau lub hav zoov ntawm cov kua dej. Nyob rau hauv lub hnub ci system, xws li ib cheeb tsam yog ib lub nplhaib bounded los ntawm lub orbits ntawm Mars thiab lub ntiaj teb. Cov hnub qub kub F muaj lub neej nyob deb ntawm lub hnub qub, thaum lub hnub qub txias K thiab M muaj nws ze dua. Cov ntiaj chaw nyob rau thaj tsam ntawm lub neej ntawm F-, G- thiab K-hnub qub tau txais txog tib lub teeb pom kev zoo li lub ntiaj teb tau txais los ntawm Lub Hnub. Nws zoo li lub neej tuaj yeem tshwm sim ntawm lawv raws li cov pa oxygenic photosynthesis ib yam li hauv ntiaj teb, txawm hais tias cov xim ntawm cov xim tuaj yeem hloov pauv hauv qhov pom.

M-hom hnub qub, lub npe hu ua liab dwarfs, tshwj xeeb tshaj yog rau cov kws tshawb fawb vim lawv yog hom hnub qub tshaj plaws hauv peb lub Galaxy. Lawv emit pom lub teeb pom kev tsawg dua lub hnub: qhov siab tshaj plaws hauv lawv cov spectrum tshwm sim nyob ze-IR. John Raven, kws tshawb fawb txog biologist ntawm University of Dundee hauv Scotland, thiab Ray Wolstencroft, tus kws tshawb fawb txog hnub qub ntawm Royal Observatory hauv Edinburgh, tau hais tias oxygenic photosynthesis muaj peev xwm siv tau ze-infrared photons. Hauv qhov no, cov kab mob yuav tsum tau siv peb lossis plaub lub IR photons txhawm rau txhawm rau cov dej molecule, thaum cov nroj tsuag hauv av siv tsuas yog ob lub photons, uas tuaj yeem piv rau cov kauj ruam ntawm lub foob pob hluav taws uas muab lub zog rau cov hluav taws xob los ua cov tshuaj lom neeg. tshuaj tiv thaiv.

Cov tub ntxhais hluas M hnub qub nthuav tawm muaj zog UV flares uas tsuas yog zam tau hauv qab dej. Tab sis cov dej kem kuj absorbs lwm qhov chaw ntawm lub spectrum, yog li cov kab mob nyob rau hauv qhov tob yuav mob heev tsis muaj teeb. Yog tias muaj, ces photosynthesis ntawm cov ntiaj chaw no yuav tsis tsim. Raws li lub hnub qub M-hnub qub, tus nqi ntawm cov hluav taws xob ultraviolet emission txo qis, tom qab cov theem ntawm evolution nws yuav tsawg dua li peb lub hnub emits. Nyob rau lub sijhawm no, tsis tas yuav muaj txheej txheej tiv thaiv ozone, thiab lub neej ntawm lub ntiaj teb tuaj yeem vam meej txawm tias nws tsis tsim cov pa oxygen.

Yog li, astronomers yuav tsum xav txog plaub qhov xwm txheej nyob ntawm seb hom thiab hnub nyoog ntawm lub hnub qub.

Anaerobic Dej hiav txwv Lub Neej. Lub hnub qub nyob rau hauv lub planetary system yog hluas, ntawm txhua yam. Cov kab mob yuav tsis tsim cov pa oxygen. Cov cua tuaj yeem tsim los ntawm lwm cov pa roj xws li methane.

Aerobic Dej Hiav Txwv Lub Neej. Lub hnub qub tsis yog hluas, ntawm txhua yam. Lub sijhawm txaus tau dhau mus txij li qhov pib ntawm oxygenic photosynthesis rau tsub zuj zuj ntawm oxygen nyob rau hauv qhov chaw.

Aerobic av lub neej. Lub hnub qub yog mature, ntawm txhua yam. Cov av npog nrog cov nroj tsuag. Lub neej hauv ntiaj teb tsuas yog nyob rau theem no xwb.

Anaerobic av lub neej. Lub hnub qub M faint nrog tsis muaj zog UV hluav taws xob. Nroj tsuag npog thaj av tab sis yuav tsis tsim cov pa oxygen.

Lawm, qhov tshwm sim ntawm cov kab mob photosynthetic nyob rau hauv txhua rooj plaub yuav txawv. Cov kev paub ntawm kev tua peb lub ntiaj teb los ntawm satellites qhia tias nws tsis yooj yim sua kom ntes lub neej nyob rau hauv qhov tob ntawm dej hiav txwv siv lub tsom iav raj: thawj ob qhov xwm txheej tsis tau cog lus rau peb cov xim ntawm lub neej. Tib txoj hauv kev los nrhiav nws yog tshawb nrhiav cov pa roj carbon monoxide ntawm cov hauv paus chiv keeb. Yog li ntawd, cov kws tshawb fawb siv cov txheej txheem xim los tshawb nrhiav lub neej neeg txawv teb chaws yuav tsum tau tsom mus rau kev kawm cov nroj tsuag hauv av nrog oxygenic photosynthesis ntawm cov ntiaj chaw nyob ze F-, G- thiab K-hnub qub, lossis hauv ntiaj chaw ntawm M-hnub qub, tab sis nrog txhua hom photosynthesis.

Cov cim ntawm lub neej

Cov khoom uas, ntxiv rau cov xim ntawm cov nroj tsuag, tuaj yeem ua lub cim ntawm lub neej

Cov pa oxygen (O₂thiab dej (H₂O) … Txawm nyob rau hauv lub ntiaj teb tsis muaj sia, lub teeb los ntawm niam txiv lub hnub qub rhuav tshem cov dej vapor molecules thiab tsim cov pa me me ntawm cov cua. Tab sis cov roj no sai sai yaj hauv dej thiab kuj oxidizes pob zeb thiab volcanic gases. Yog li ntawd, yog tias muaj ntau cov pa oxygen pom ntawm lub ntiaj teb nrog cov dej ua kua, nws txhais tau hais tias qhov chaw ntxiv tsim nws, feem ntau yuav photosynthesis.

Ozone (O₃) … Nyob rau hauv lub stratosphere ntawm lub ntiaj teb, lub teeb ultraviolet rhuav tshem oxygen molecules, uas, thaum ua ke, tsim ozone. Ua ke nrog cov dej ua kua, ozone yog qhov taw qhia tseem ceeb ntawm lub neej. Thaum cov pa oxygen pom nyob rau hauv cov spectrum pom, ozone pom nyob rau hauv infrared, uas yog yooj yim mus ntes nrog ib co telescopes.

Methane (CH₄) ntxiv rau cov pa oxygen, los yog lub caij nyoog … Kev sib xyaw ntawm oxygen thiab methane yog qhov nyuaj kom tau txais yam tsis muaj photosynthesis. Kev hloov pauv raws caij nyoog hauv methane concentration kuj yog ib qho cim tseeb ntawm lub neej. Thiab nyob rau hauv lub ntiaj teb tuag, qhov concentration ntawm methane yuav luag tas li: nws tsuas yog txo qis thaum lub hnub ci tawg molecules.

Chloromethane (CH₃Cl) … Hauv ntiaj teb, cov pa roj no yog tsim los ntawm cov nroj tsuag hlawv (tsuas yog hauv hav zoov hluav taws) thiab raug tshav ntuj ntawm plankton thiab chlorine hauv dej hiav txwv. Oxidation rhuav tshem nws. Tab sis qhov tsis muaj zog emissions ntawm M-hnub qub tuaj yeem tso cai rau cov pa roj no mus rau hauv cov nyiaj muaj rau kev sau npe.

Nitrous oxide (N₂O) … Thaum cov kab mob lwj, nitrogen tawm hauv daim ntawv ntawm oxide. Tsis yog-biological qhov chaw ntawm cov roj no yog negligible.

Dub yog ntsuab tshiab

Txawm li cas los xij ntawm cov yam ntxwv ntawm lub ntiaj teb, cov xim photosynthetic yuav tsum ua kom tau raws li qhov yuav tsum tau ua hauv ntiaj teb: nqus cov photons nrog qhov luv tshaj plaws wavelength (lub zog siab), nrog lub wavelength ntev tshaj plaws (uas lub chaw tshuaj tiv thaiv siv), los yog ntau tshaj plaws. Txhawm rau kom nkag siab tias hom hnub qub txiav txim siab cov xim ntawm cov nroj tsuag li cas, nws yog ib qho tsim nyog los ua ke cov kev siv zog ntawm cov kws tshawb fawb los ntawm ntau qhov tshwj xeeb.

Hnub qub hla dhau

Cov xim ntawm cov nroj tsuag nyob ntawm lub spectrum ntawm lub hnub qub, uas cov neeg astronomers tuaj yeem saib tau yooj yim, thiab kev nqus ntawm lub teeb los ntawm huab cua thiab dej, uas tus kws sau ntawv thiab nws cov npoj yaig tau ua qauv raws li qhov yuav muaj nyob hauv huab cua thiab lub zog ntawm lub neej. Image "In the world of science"

Martin Cohen, tus kws tshawb fawb txog hnub qub ntawm University of California, Berkeley, tau sau cov ntaub ntawv ntawm F-hnub qub (Bootes sigma), K-hnub qub (epsilon Eridani), lub zog ua kom muaj zog M-hnub qub (AD Leo), thiab kev xav zoo siab M. - hnub qub nrog kub 3100 ° C. Astronomer Antigona Segura ntawm National Autonomous University hauv Mexico City tau ua lub computer simulations ntawm tus cwj pwm ntawm lub ntiaj teb zoo li ntiaj chaw nyob rau hauv lub neej thaj tsam nyob ib ncig ntawm cov hnub qub. Siv cov qauv los ntawm Alexander Pavlov ntawm University of Arizona thiab James Kasting ntawm University of Pennsylvania, Segura tau kawm txog kev cuam tshuam ntawm hluav taws xob los ntawm cov hnub qub nrog cov khoom zoo ntawm cov huab cua hauv ntiaj teb (xav tias volcanoes emit tib lub gases rau lawv li hauv ntiaj teb), sim. txhawm rau txheeb xyuas cov tshuaj lom neeg muaj pes tsawg leeg ntawm ob qho tib si tsis muaj oxygen thiab nrog nws cov ntsiab lus ze rau ntawm lub ntiaj teb.

Siv Segura cov txiaj ntsig, University College London physicist Giovanna Tinetti suav qhov nqus hluav taws xob hauv cov huab cua hauv ntiaj teb siv David Crisp tus qauv ntawm Jet Propulsion Laboratory hauv Pasadena, California, uas tau siv los kwv yees lub teeb pom kev ntawm hnub ci vaj huam sib luag ntawm Mars rovers. Kev txhais cov lus suav no yuav tsum muaj kev sib koom ua ke ntawm tsib tus kws tshaj lij: microbiologist Janet Siefert ntawm Rice University, biochemists Robert Blankenship ntawm Washington University hauv St. Louis, thiab Govindjee ntawm University of Illinois ntawm Urbana, planetologist thiab Champaigne. (Victoria Meadows) los ntawm Washington State University. thiab kuv, biometeorologist los ntawm NASA's Goddard Space Research Institute.

Peb xaus lus tias xiav rays nrog lub ncov ntawm 451 nm feem ntau ncav cuag cov chaw ntawm cov ntiaj chaw nyob ze F-class hnub qub. Nyob ze K-hnub qub, lub ncov nyob ntawm 667 nm, qhov no yog thaj av liab ntawm lub spectrum, uas zoo li qhov xwm txheej hauv ntiaj teb. Hauv qhov no, ozone ua lub luag haujlwm tseem ceeb, ua rau lub teeb ntawm F-hnub qub bluer, thiab lub teeb ntawm K-hnub qub redder dua li qhov nws ua tau. Nws hloov tawm hais tias hluav taws xob haum rau photosynthesis nyob rau hauv cov ntaub ntawv no nyob rau hauv lub pom cheeb tsam ntawm lub spectrum, raws li nyob rau hauv lub ntiaj teb no.

Yog li, cov nroj tsuag ntawm cov ntiaj chaw nyob ze F thiab K hnub qub tuaj yeem muaj xim zoo ib yam li cov nyob hauv ntiaj teb. Tab sis nyob rau hauv F hnub qub, cov flux ntawm lub zog-nplua nuj xiav photons yog khaus heev, yog li cov nroj tsuag yuav tsum tsawg kawg yog ib feem ntawm lawv siv shielding pigments xws li anthocyanin, uas yuav ua rau cov nroj tsuag muaj xim xiav. Txawm li cas los xij, lawv tsuas tuaj yeem siv xiav photons rau photosynthesis. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, tag nrho cov teeb nyob rau hauv thaj tsam ntawm ntsuab mus rau liab yuav tsum tau reflected. Qhov no yuav ua rau muaj qhov tshwj xeeb xiav txiav tawm hauv lub teeb pom kev zoo uas tuaj yeem pom tau yooj yim nrog lub tsom iav.

Qhov kub ntau rau M hnub qub qhia ntau yam xim rau lawv cov ntiaj chaw. Orbiting ib tug ntsiag to M-hnub qub, lub ntiaj chaw tau txais ib nrab ntawm lub zog uas lub ntiaj teb ua los ntawm lub hnub. Thiab txawm hais tias qhov no, nyob rau hauv txoj cai, yog txaus rau lub neej - qhov no yog 60 lub sij hawm ntau tshaj qhov yuav tsum tau rau ntxoov ntxoo-hlub nroj tsuag nyob rau hauv lub ntiaj teb no - feem ntau ntawm cov photons los ntawm cov hnub qub nyob rau hauv lub ze-IR cheeb tsam ntawm lub spectrum. Tab sis evolution yuav tsum coj mus rau qhov tshwm sim ntawm ntau yam pigments uas muaj peev xwm perceive tag nrho cov spectrum ntawm pom thiab infrared teeb. Nroj tsuag uas nqus tau tag nrho lawv cov hluav taws xob tuaj yeem tshwm sim dub.

Me me liab dot

Keeb kwm ntawm lub neej nyob rau hauv lub ntiaj teb no qhia tau hais tias thaum ntxov marine photosynthetic kab mob nyob rau hauv lub ntiaj chaw nyob ze cov chav kawm ntawv F, G, thiab K cov hnub qub tuaj yeem nyob hauv qhov chaw tsis muaj pa oxygen thiab txhim kho cov txheej txheem ntawm oxygenic photosynthesis, uas tom qab ntawd yuav ua rau pom cov nroj tsuag hauv av.. Qhov xwm txheej nrog M-class hnub qub yog qhov nyuaj dua. Cov txiaj ntsig ntawm peb cov kev suav suav qhia tias qhov chaw zoo tshaj plaws rau photosynthesizers yog 9 m hauv qab dej: txheej txheej ntawm qhov tob no cuam tshuam lub teeb ci ultraviolet, tab sis tso cai kom pom lub teeb txaus kom dhau mus. Yog lawm, peb yuav tsis pom cov kab mob no hauv peb lub tsom iav, tab sis lawv tuaj yeem dhau los ua lub hauv paus ntawm lub neej hauv av. Raws li txoj cai, ntawm cov ntiaj chaw nyob ze M hnub qub, cov nroj tsuag lub neej, siv ntau yam pigments, tuaj yeem yuav luag sib txawv raws li lub ntiaj teb.

Tab sis yav tom ntej qhov chaw tsom iav raj puas tso cai rau peb pom cov kab ntawm lub neej ntawm cov ntiaj chaw no? Cov lus teb nyob ntawm seb yuav ua li cas yog qhov piv ntawm cov dej saum npoo av mus rau hauv lub ntiaj teb. Hauv telescopes ntawm thawj tiam, lub ntiaj teb yuav zoo li cov ntsiab lus, thiab kev tshawb fawb ntxaws ntawm lawv qhov chaw tsis yog lo lus nug. Txhua yam uas kws tshawb fawb yuav tau txais yog tag nrho cov spectrum ntawm reflected lub teeb. Raws li nws cov kev suav, Tinetti sib cav tias tsawg kawg 20% ntawm lub ntiaj teb saum npoo yuav tsum yog av qhuav npog nrog cov nroj tsuag thiab tsis npog los ntawm huab txhawm rau txheeb xyuas cov nroj tsuag ntawm qhov spectrum no. Ntawm qhov tod tes, lub hiav txwv loj dua, cov pa oxygen ntau dua marine photosynthesizers tso rau hauv qhov chaw. Yog li ntawd, qhov ntau pronounced cov pigment bioindicators, qhov nyuaj dua nws yog pom oxygen bioindicators, thiab vice versa. Astronomers yuav tuaj yeem ntes ib qho lossis lwm qhov, tab sis tsis yog ob qho tib si.

Ntiaj chaw nrhiav

Lub koom haum European Space Agency (ESA) npaj yuav tsim lub dav hlau Darwin nyob rau hauv 10 xyoo tom ntej los kawm txog cov spectra ntawm lub ntiaj teb exoplanets. NASA's Earth-Like Planet Seeker yuav ua ib yam yog tias lub koom haum tau txais nyiaj txiag. Lub COROT spacecraft, launched los ntawm ESA thaum lub Kaum Ob Hlis 2006, thiab Kepler spacecraft, teem los ntawm NASA rau tso tawm nyob rau hauv 2009, yog tsim los mus nrhiav rau faint txo nyob rau hauv lub brightness ntawm cov hnub qub raws li lub ntiaj teb zoo li ntiaj chaw hla mus rau pem hauv ntej ntawm lawv. NASA's SIM spacecraft yuav nrhiav faint vibrations ntawm cov hnub qub nyob rau hauv lub zog ntawm cov ntiaj chaw.

Lub xub ntiag ntawm lub neej nyob rau lwm lub ntiaj teb - lub neej tiag tiag, tsis yog pob txha pob txha lossis cov kab mob microbes uas nyuam qhuav muaj sia nyob hauv qhov xwm txheej hnyav - tej zaum yuav pom nyob rau yav tom ntej. Tab sis lub hnub qub twg peb yuav tsum kawm ua ntej? Peb puas tuaj yeem tso npe rau lub spectrum ntawm cov ntiaj chaw nyob ze rau cov hnub qub, uas yog qhov tseem ceeb tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv cov hnub qub M? Nyob rau hauv dab tsi ranges thiab nrog dab tsi daws teeb meem yuav tsum peb telescopes soj ntsuam? Kev nkag siab txog lub hauv paus ntawm photosynthesis yuav pab peb tsim cov cuab yeej tshiab thiab txhais cov ntaub ntawv peb tau txais. Cov teeb meem ntawm qhov nyuaj no tsuas yog daws tau ntawm kev sib tshuam ntawm ntau yam kev tshawb fawb. Txog tam sim no peb tsuas yog pib ntawm txoj kev. Qhov ua tau zoo ntawm kev tshawb nrhiav lub neej extraterrestrial nyob ntawm seb peb nkag siab tob npaum li cas ntawm lub neej ntawm lub ntiaj teb no.