研究人員在實(shí)驗(yàn)室模擬中得出的這些發(fā)現(xiàn)表明，硫磺會(huì)嚴(yán)重影響太陽(yáng)系以外遙遠(yuǎn)行星的觀測(cè)結(jié)果。研究結(jié)果暗示了使用硫作為地球外生命的標(biāo)志，也影響了研究人員如何解釋有關(guān)行星大氣的數(shù)據(jù)。

研究結(jié)果報(bào)告于今天在“自然天文學(xué)”上發(fā)表。

“我們發(fā)現(xiàn)大氣中只有少量的硫，含量不到2%，會(huì)對(duì)形成什么霧狀顆粒以及形成多少霧狀顆粒產(chǎn)生重大影響，”地球與地球部助理研究員Chao He表示。約翰·霍普金斯大學(xué)的行星科學(xué)和該研究的第一作者。

“這完全改變了科學(xué)家在檢查我們太陽(yáng)系以外行星上的大氣時(shí)應(yīng)該尋找和期望的東西。”

盡管科學(xué)家已經(jīng)知道硫氣會(huì)影響太陽(yáng)系內(nèi)許多行星的光化學(xué)，例如地球，金星和木星，但對(duì)于硫在太陽(yáng)系以外行星或系外行星大氣中的作用了解甚少。

由于它是地球生命的重要元素，源于植物和細(xì)菌，并存在于多種氨基酸和酶中，因此科學(xué)家建議使用硫產(chǎn)品來(lái)尋找地球以外的生命。他說(shuō)，了解硫是否存在以及如何影響這些大氣層可以幫助科學(xué)家確定硫氣體是否可以用作生命來(lái)源。

他說(shuō)，由于硫的高反應(yīng)活性和一旦完成實(shí)驗(yàn)就很難清除，因此研究人員在實(shí)驗(yàn)室中很少模擬含硫的行星大氣。實(shí)際上，硫的反應(yīng)性如此之高，以至于它甚至?xí)c實(shí)驗(yàn)裝置本身發(fā)生反應(yīng)，因此研究團(tuán)隊(duì)不得不升級(jí)其設(shè)備以適當(dāng)?shù)啬褪芰?。?jù)他所知，僅存在其他三項(xiàng)在實(shí)驗(yàn)室中模擬硫化學(xué)的研究，這些研究是為了了解其在地球大氣中的作用。這是首次在系外行星大氣中研究硫的實(shí)驗(yàn)室模擬。

Chao和同事進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)，使用二氧化碳，一氧化碳，氮?dú)猓瑲錃?，水和氦氣作為初始?xì)怏w混合物的指南。一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在混合物中加入了1.6%的硫，另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有。該研究小組在專門設(shè)計(jì)的“行星霾”(PHAZER)室內(nèi)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)室是地球與行星科學(xué)助理教授，論文的第二作者薩拉·赫斯特(SarahHörst)的實(shí)驗(yàn)室。

進(jìn)入室內(nèi)后，研究小組將混合氣體暴露于兩種能源之一：

交流輝光放電產(chǎn)生的等離子體或紫外燈發(fā)出的光。等離子體是一種比紫外線強(qiáng)的能源，可以模擬電活動(dòng)，例如閃電和/或高能粒子，紫外線是行星大氣(例如地球，土星和冥王星)中化學(xué)反應(yīng)的主要驅(qū)動(dòng)力。

在分析了固體顆粒和形成的氣體產(chǎn)物后，He及其同事發(fā)現(xiàn)，與硫的混合物霧霾顆?；驊腋≡跉怏w中的固體顆粒多了三倍。

Chao的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這些顆粒中的大多數(shù)是有機(jī)硫產(chǎn)物，而不是硫酸或八硫，研究人員此前認(rèn)為，這將構(gòu)成系外行星中大多數(shù)硫顆粒。

“這些新信息意味著，如果您試圖觀察系外行星的大氣并分析其光譜，那么當(dāng)您以前希望看到其他產(chǎn)品時(shí)，現(xiàn)在應(yīng)該可以看到這些有機(jī)硫產(chǎn)品。或者，至少，您應(yīng)該知道他到那里來(lái)并不少見(jiàn)。這將改變研究人員對(duì)他們所看到的光譜的解釋和解釋。”

同樣，這些發(fā)現(xiàn)應(yīng)指導(dǎo)研究人員在觀察含硫的系外行星大氣時(shí)預(yù)期會(huì)有更多的霧霾顆粒，因?yàn)橹挥猩倭康牧蚩墒轨F霾產(chǎn)生速率增加三倍。同樣，這將改變研究人員解釋其發(fā)現(xiàn)的方式，并且可能對(duì)將來(lái)觀察系外行星至關(guān)重要。

他說(shuō)，他的發(fā)現(xiàn)的最后一個(gè)主要含義是，他們促使人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，可以在沒(méi)有生命的情況下在實(shí)驗(yàn)室中生產(chǎn)出許多硫產(chǎn)品，因此科學(xué)家們應(yīng)謹(jǐn)慎行事，并在建議存在硫之前應(yīng)排除光化學(xué)法生產(chǎn)的硫。作為生命的標(biāo)志。