云微生物的颜色可以帮助我们探测其他行星上的生命

首次测量了生活在高空云层中的微生物的颜色，为科学家提供了帮助我们在其他行星上寻找生命的线索。

人们发现地球大气层中生活着多种微生物，其浓度高达每立方米 100,000 个微生物，并且已知它们在云的形成中发挥着重要作用。

这些生物体会产生色素，以保护自己免受极端海拔地区强烈紫外线的伤害。

Ligia Coelho 说，如果其他行星的大气层中也存在类似的空气生命形式，我们就可以通过分析这些行星反射的光的波长或光谱来从远处探测到它们。 在纽约州康奈尔大学。

“生物色素是一种强大且令人惊讶的普遍生物特征，”科埃略说。 “由于紫外线是任何拥有恒星的行星上生命的普遍压力源，因此具有相同功能的反光颜料也可能在其他地方进化，这是合理的。”

为了更多地了解地球上空气微生物的颜色，科埃略培养了布伦特·克里斯特纳收集的微生物 佛罗里达大学和他的同事们。 Christner 的团队使用氦气球在距离地球表面 3 至 38 公里的地方捕捉粘棒上的微生物。

科埃略的团队随后测量了微生物产生的有色化合物的反射光谱。它们产生一系列黄色、橙色和粉红色，这些颜色是由类胡萝卜素色素（例如β-胡萝卜素）产生的，β-胡萝卜素也存在于胡萝卜中。

最后，该团队模拟了这些光谱在不同环境条件（例如较湿润或较干燥的行星）的世界上如何变化。

“我们现在第一次拥有了来自大气的有色微生物的真实反射光谱，可以用作模拟和检测云中生命的参考数据，”科埃略说。

天文学家已经在寻找太阳系外生命的证据 通过分析行星反射的光。这可以揭示大气中气体的化学特征，例如氧气和甲烷，这些气体可能由生物体产生，或表面生命的迹象，例如植被或微生物产生的绿色叶绿素。

到目前为止，覆盖系外行星的云层一直被认为是一种障碍，因为它们掩盖了大气和地表生物特征。

“我们的行星模拟表明，如果行星的云层含有高浓度的这些微生物，它们的光谱可能会以可检测的方式发生变化，”科埃略说。

未来的太空望远镜，例如美国宇航局提议的宜居世界天文台 可以增强我们在其他恒星系统中寻找生命的能力。

然而，即使使用更先进的仪器，空气中微生物的浓度也必须非常高，我们才能从这么远的距离检测到它们。 “地球大气中这些微生物的浓度远低于当前的检测阈值，”科埃略说。

“根据我们在这项研究中建模的美国宇航局宜居世界天文台的预期分辨率，我们需要与海洋藻华中发现的微生物细胞密度相当的微生物细胞密度，这确实可以从太空中检测到。”

克莱尔·弗莱彻 澳大利亚新南威尔士大学的研究人员表示，寻找平流层微生物产生的类胡萝卜素以及植物产生的叶绿素可能会有所帮助。 “然而，它假设这些系外行星上的生命与地球上的生命相似，但事实可能并非如此，”她说。

彼得·图希尔 澳大利亚悉尼大学的教授表示，他对这项研究确定的平流层生物特征是否有助于在其他行星上寻找生命表示怀疑。 “我很高兴我不必设计仪器来从 20 秒差距的噪声中识别出生物特征，”他说。