科學家開發新技術可識別外星樹木

牙`蔚

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　　如果系外行星表面被发现存在植物，它们可能会和地球上的植物非常不同。一些宇宙生物学傢认为那些星球上的植物颜色或许非常不同，而不一定是绿色。
欧洲桦木。科学傢们认为，其它星球上的树木应当也会进化出和地球上树木类似的伞状形态
　　这是加拿大黑雲杉林的两张照片。左侧一张中，太阳位於观察者背後（後照），右侧一张中，太阳位於观察者前方（前照）。
　　，據美国太空網报道，在对外星生命的搜寻中，科学傢们正在开始尝试跳出单细胞生命结構的限制，去寻找那些多细胞的生物。在最新一期出版的《宇宙生物学》杂志上，研究人员们发表瞭一篇论文，提出瞭一種独特的数学方法，用以搜寻存在於系外行星表面的树木类多细胞生物。
　　这项研究的首席作者克裡斯多夫·道忒(Christopher Doughty)说：“这项技术将允许我们识别出那些可能拥有復杂高级生命的星系，並将这些生命與简单生命體区分开来。”克裡斯多夫是英国牛津大学环境变化研究院的高级研究员，其研究的方向是热带森林。
　　换句话说，科学傢们认为他们能够观察一颗远在太阳系之外，甚至在望远镜中也隻有一个模糊光点的行星，然後判断其表面是否存在森林。他们认为这些行星反射的光能够让科学傢们识别出这些信息。
　　去除阴影效应
　　到目前为止，科学傢们已经设计出多種方法来探测系外行星表面可能存在的生命。
　　一些科学傢主张对系外行星的大氣成分进行探测，重点寻找氧氣的线索，因为在地球上，氧氣主要是植物光合作用的副产品，被视作一種生物“签名”。另外一些专傢则主张对光谱中的“红边”信号进行检测。反射光谱中的“红边”特征可以让研究人员识别出植物进行的光合作用。
　　对地球氣候进行研究时，瞭解地表的亮度非常关键。而为瞭確定地表亮度值，首先必须去除由於地表各種结構造成的阴影效应。
　　在数学上，用於估算阴影效应程度的方法是“双向反射分佈函数”，简写为BRDF。它主要描述从不同的角度观察物體，看到的不同阴影效果。这種方法已经在现有的地球卫星图像分析中采用。
　　克裡斯多夫解释说：“想象在一个阳光明媚的日子外出，当太阳高高在上时，你看不到自己的影子。此时如果有人在你的正上方给你拍张照，他就会发现没有阴影幹擾，图像亮度高。然後过瞭幾个小时之後，你就会发现由於太阳偏西，开始出现影子瞭。现在再从你头顶上给你拍张照片的话，亮度相对就会低一些，因为有瞭影子的影响。”
　　地球上的树木在进化中发展出瞭伞状的外形，这是因为长期以来树木对阳光的竞争，以及对水和营养物质的需求所导致的。據此，研究人员们预计，如果外星球同样存在树木类的生物，並且同样依赖光和作用，那麼出於同样的理由，它们也必定会进化出伞状的形态，並投下阴影。
　　克裡斯多夫和研究合作者，来自美国普林斯顿大学的亚当·沃尔夫(Adam Wolf)运用BRDF模型来模拟不同光照角度下行星反光的特征，以及在有无植被覆盖的情况下行星亮度上将出现的细微差異。研究人员们认为，在一颗拥有森林的行星上，当你的观察视线和当地“太阳”的光照角度一致时，你看到的行星亮度将最大。这一位置内称为“热点”，因为在这一位置没有阴影存在。
　　克裡斯多夫解释说：“即便由於分辨率限制，整个系外行星看上去仅仅是一个不足一像素的光点，在某些条件下，在它围绕恒星公转过程中，如果它表面存在植被，你总能察觉出它出现有特征的亮度变化。”
　　当然还有其他会影响行星亮度的因素，比如是否存在水。一颗被水面或冰面覆盖的行星，其反射亮度将远远大於一颗没有水或冰面的行星。
　　搜寻生命线索
　　随着越来越多的系外行星被发现，学界对於发展用以探测类地行星表面生命的技术越发感兴趣。为瞭做到这一点，天文学傢们需要依靠找到“生物学签名”，即证明这些行星在过去或现在存在生命现象的证據。
　　除瞭对氧氣信号的探测，科学傢们还考虑瞭对行星表面反射光谱进行分析，並从中瞭解不同波段放射特征的技术
　　“科学界现在已经有成熟的技术能在巖石行星的表面寻找生命的化学线索，但是这需要发射探测器实际登陆这颗行星表面进行直接取样检测才行，就像火星车做的那样。”南希·蒋(Nancy Kiang)说。她是美国宇航局戈达德空间技术研究院的科学傢，主要专业领域是地球生物氣象学以及生物地球化学。“而天文学上的探测技术则需要依靠望远镜。目前我们对於生物签名的探索主要依赖对於大氣成分以及地表反射特征的光谱学信号分析。”
　　但是此次论文中提出的方法與南希所说的，是两種不同的技术。
　　克裡斯多夫表示：“这種技术(BRDF)可以区分出这颗行星上存在的是单细胞生物还是树木类型的多细胞生物。”
　　而南希则认为这项研究是“一盒良好的开端，对於生物签名的概念是一種原创性的贡献”。但她也同时指出，运用BRDF函数方法需要事先知道另一種生物学签名，即植物叶片的反射光谱信号，从而允许选择正確的波段进行函数计算。
　　南希说：“这種方法将有助於研究人员将復杂的高级生物體和那些低等生物，如黏菌，区别开来。”(

jackjack99

回答了那麼多，沒有加分了，鬱悶。。

現實999

挺好啊

前程

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十兵衛

拿把椅子看表演

jerrygarry

熱情分享好文章，看了都要來回覆