在系外行星大气中发现生命迹象可能比科学家们原先认为的更困难。
一项新的研究表明，臭氧是其中一个突出的“生物特征”目标，它可能会被困在比邻星b、TRAPPIST-1d 和其他绕其主恒星近距离运行的潜在宜居世界的赤道附近，使得从远处探测这种气体变得困难。
德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的研究主要作者 Ludmila Carone 在一份声明中说：“未来观测中缺乏臭氧痕迹并不一定意味着根本没有氧气。它可能存在于与地球不同的地方，或者可能隐藏得很好。” [系外行星发现：TRAPPIST-1 的 7 颗地球大小行星图片集]
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臭氧是一种不稳定的分子，由三个氧原子组成。在地球上，这种物质通常是在大气中，太阳的紫外线 (UV) 辐射分裂“正常”的双原子氧 (O2) 后产生的。
地球上绝大部分的 O2 是由生物体——植物和光合微生物——产生的，因此臭氧可以作为一种次级生物标志物，至少对于类地生命而言是这样。
地球的大气流动将大部分臭氧相对均匀地分布到我们星球著名的臭氧层中，这有助于保护生命免受有害的紫外线辐射。因此，假设外星人使用强大的望远镜从远处研究地球，他们将有很大的机会探测到这种气体。
但根据 Carone 和她的同事的说法，比邻星 b、TRAPPIST-1d 和其他潮汐锁定的世界——那些总是以同一面朝向其母恒星，因此有“向阳面”和“背阳面”的世界——情况可能有所不同。（潮汐锁定是非常紧密轨道的后果；TRAPPIST-1d 和比邻星 b 分别每 4 个地球日和 11 个地球日绕其恒星运行一周。）
研究人员进行的建模工作表明，在轨道周期为 25 个地球日或更短的行星上，气流倾向于将臭氧（和其他光化学产生的分子）集中在赤道带。
Carone 说：“我们从一开始就知道对外星生命的搜寻将是一项挑战。事实证明，我们才刚刚触及它究竟有多么困难的表面。”
新的研究结果还表明，像比邻星 b 这样的世界没有全球性的臭氧层。Carone 说，这可能对其宜居性产生重大的负面影响，也可能不会。
她在声明中说：“比邻星 b 和 TRAPPIST-1d 围绕红矮星运行，红矮星是发出的有害紫外线本来就很少的红色恒星。（潮汐锁定的行星几乎必须围绕昏暗的矮恒星运行才能宜居；围绕类太阳恒星如此近的行星太热了，无法维持我们所知的生命。）
她补充说：“另一方面，这些恒星可能非常不稳定，并且容易爆发有害辐射，包括紫外线。关于这些红矮星，我们还有很多不了解的地方。但我相信五年后我们会了解更多。”
研究团队成员表示，五年后，天文学家将拥有更多数据——来自诸如 NASA 耗资 88 亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜（计划于 2019 年初发射）等望远镜——来为他们对红矮星行星宜居性的推断提供信息。在此期间，建模技术的进步也应该有所帮助。
这项新研究将发表在 2018 年 2 月 1 日出版的《英国皇家天文学会月刊》上。
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