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科学家开发新技术可识别外星树木 颜色或非同寻常

火烧 2021-02-21 07:32:24 科学家 1050
据美国太空网报道,在对外星生命的搜寻中,科学家们正在开始尝试跳出单细胞生命结构的限制,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,研究人员们发表了一篇论文,提出了一种独特的数学方法,用以搜寻存在于系外行星表面的树木类多细

  据美国太空网报道,在对外星生命的搜寻中,科学家们正在开始尝试跳出单细胞生命结构的限制,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,研究人员们发表了一篇论文,提出了一种独特的数学方法,用以搜寻存在于系外行星表面的树木类多细胞生物。

科学家开发新技术可识别外星树木 颜色或非同寻常

  这项研究的首席作者克里斯多夫·道忒(ChristopherDoughty)说:“这项技术将允许我们识别出那些可能拥有复杂高级生命的星系,并将这些生命与简单生命体区分开来。”克里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,科学家们认为他们能够观察一颗远在太阳系之外,甚至在望远镜中也只有一个模糊光点的行星,然后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家们识别出这些信息。

  去除阴影效应

  到目前为止,科学家们已经设计出多种方法来探测系外行星表面可能存在的生命。

  一些科学家主张对系外行星的大气成分进行探测,重点寻找氧气的线索,因为在地球上,氧气主要是植物光合作用的副产品,被视作一种生物“签名”。另外一些专家则主张对光谱中的“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。

  对地球气候进行研究时,了解地表的亮度非常关键。而为了确定地表亮度值,首先必须去除由于地表各种结构造成的阴影效应。

  在数学上,用于估算阴影效应程度的方法是“双向反射分布函数”,简写为BRDF。它主要描述从不同的角度观察物体,看到的不同阴影效果。这种方法已经在现有的地球卫星图像分析中采用。

  克里斯多夫解释说:“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干扰,图像亮度高。然后过了几个小时之后,你就会发现由于太阳偏西,开始出现影子了。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,因为有了影子的影响。”

  地球上的树木在进化中发展出了伞状的外形,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。据此,研究人员们预计,如果外星球同样存在树木类的生物,并且同样依赖光和作用,那么出于同样的理由,它们也必定会进化出伞状的形态,并投下阴影。
  克里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(AdamWolf)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异。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。

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