新浪科技訊 北京時間11月11日消息，據國外媒體(ti) 報道，卡爾·薩根將地球稱為(wei) “暗淡藍點”，但使地球如此獨一無二的顏色其實不是藍色、而是綠色。

　　地球表麵被綠色植被和藍藻細菌覆蓋，它們(men) 可以吸收大量紅光，同時反射大量來自太陽的可見光與(yu) 紅外光。植物反射的光線與(yu) 吸收的光線之間的這種反差形成了所謂的“紅邊”效應，成為(wei) 了地球生命獨有的一項特征。我們(men) 可以在地球的天體(ti) 光譜中觀察到紅邊的存在。由於(yu) 植物會(hui) 吸收大量紅光，但極少吸收紅外光，因此該波段的光譜曲線會(hui) 呈現出一道“陡坡”。地球上方的衛星會(hui) 利用這一特征追蹤植被生長狀態，天體(ti) 生物學家或許也可以在其它行星上尋找這種特征，將其作為(wei) 生命存在的跡象之一。

　　在《天文學與(yu) 太空科學前沿》最近刊登的一項新研究中，科學家利用了多種光合作用的化學與(yu) 物理模型，找到了在不同恒星周圍、最適宜植物吸收的最佳波長。

　　地球上的生命通過一種名叫“葉綠素a”的化學物質與(yu) 陽光進行互動。該物質可以捕捉光線、用於(yu) 光合作用。它們(men) 吸收的光線可以被植物用作生物過程中所需的能量。生物學家認為(wei) ，植物之所以依賴葉綠素a，是因為(wei) 它能使從(cong) 陽光中吸收的能量最大化，同時使進行光合作用所需的能量最小化，從(cong) 而使植物的能量產(chan) 出率達到最高水平。

　　但如果太陽發出的光線顏色不同呢？葉綠素a還會(hui) 是最適合這項任務的化學物質嗎？大概率不會(hui) ，因為(wei) 依賴其它恒星生長的植物也需要根據對應的光線進行調整，盡可能增大能量效率。這就意味著，如果我們(men) 要在其它恒星周圍的行星上尋找紅邊效應，很可能會(hui) 一無所獲，因為(wei) 這些行星上不一定是“紅”邊，可能是藍邊，可能是另一種色調的紅邊，甚至可能不在可見光範圍內(nei) 。

圖中可以看出不同恒星周圍植物吸收的哪種光線最多。其中F型恒星最明亮，M型恒星最黯淡。

　　這項新研究的研究人員由NASA艾姆斯研究中心、NASA戈達德太空飛行中心、以及華盛頓大學的科學家構成。他們(men) 考慮了多種因素，比如恒星光線中各個(ge) 波長上的光量、類似地球的大氣造成的影響、以及細胞進行光合作用的能量消耗。他們(men) 的目標是，弄清未來的望遠鏡是否應當將“紅”邊視為(wei) 係外生命存在的跡象、對其展開搜尋。

　　利用一係列化學與(yu) 物理方程，他們(men) 建立了多個(ge) 模型，確定不同類型恒星周圍植物進行光合作用的最佳波長。然後將這些模型的結果與(yu) 地球植被相比較，重建了菠菜等植物的吸收光譜。通過將這些模型套用到菠菜等我們(men) 熟知的植物上，他們(men) 可以檢驗自己的計算正確與(yu) 否。結果發現，在比太陽更明亮、更熾熱的恒星周圍（比如溫度比太陽高一半的F型恒星，植物傾(qing) 向於(yu) 吸收能量更高的光線，從(cong) 而產(chan) 生“藍邊”；而在溫度比太陽低的恒星周圍（比如K型和M型恒星），植物吸收的則主要是能量較低的光線，產(chan) 生的邊顏色更紅、甚至接近紅外光。

　　有趣的是，除了溫度最低的一類恒星之外（溫度隻有太陽的一半、甚至更低），這些模型產(chan) 生的邊全部處於(yu) 可見光範圍內(nei) 。雖然光譜範圍很大，但最適合植物產(chan) 生能量的光線依然集中在小小的可見光波段。研究人員在模型中還發現，無論在哪種恒星周圍，植物的生長都不會(hui) 受能量多少的限製，反倒是土地、營養(yang) 物質等因素造成的影響更大些。

　　這些模型在此前研究的基礎上有所改進。科學家此前認為(wei) ，利用不同類型恒星的詳細光譜，恒星發出的光線可以建立為(wei) 一個(ge) 簡單的曲線模型。此外，他們(men) 之前一直在地球大氣的基礎上進行推斷，但係外行星的大氣成分可能與(yu) 地球截然不同。由於(yu) 大氣會(hui) 吸收恒星發出的部分光線，大氣也會(hui) 對行星表麵植物吸收的光線造成影響。

　　雖然還有更多、更複雜的因素可以添加到這些模型中，比如不同的大氣成分、不同的葉片形狀等，但此次研究已經為(wei) 搜索外星植物奠定了很好的基礎。在未來幾十年間，利用HabEx和LUVOIR等下一代太空望遠鏡，這些信息說不定真的能幫助科學家找到外星植被。這兩(liang) 台太空望遠鏡應當能為(wei) 我們(men) 提供類地行星的大氣光譜信息，甚至還可能在係外行星上發現紅邊（或藍邊）效應。

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