如何寻找外星人：跟随光合作用

围绕与太阳不同的恒星运行的世界上的植物可能会吸收和反射不同波长的光来进行光合作用。

通过计算银河系周围可能发生光合作用的地方，科学家们正在开发一种新的方法来计算类地行星的位置。

当试图弄清楚生命可能在哪里进化时，研究人员经常关注恒星周围的“宜居区”，在那里，恒星的热量达到了液态水存在于该区域行星表面的最佳水平。因此，只要地球上有水，就有生命的存在。

德国波茨坦气候影响研究所的物理学家Werner von Bloh和他的同事提出的另一个策略是将注意力集中在可能进行光合作用的恒星周围区域，因为地球上几乎所有的生命都以某种方式或另一种方式依赖能量。

尽管原始生命可以在没有光合作用的情况下存在，但研究人员认为，更复杂的多细胞生物的出现是必要的。这是因为地球上氧气的主要来源来自光合作用，而氧气被认为是多细胞生命产生所必需的。

为了在恒星周围找到这样的“维持光合作用的宜居带”，研究人员解释说，人们应该专注于该带内世界的全球平均表面温度处于水的冰点和沸点（0至100摄氏度）之间的位置。

他们说要寻找大气中二氧化碳含量足够的行星，光合生命会消耗这些二氧化碳来制造氧气和有机物。他们假设这些行星经历板块构造，以帮助补充关键矿物的重要供应。

一定大小的星星

在分析世界的光合可持续性时，关注恒星是关键。恒星的光度随着年龄的增长而增加，破坏了一些维持光合作用的宜居带，同时可能创造出其他宜居带。

例如，在中小型恒星消耗掉所有的氢燃料后，它们就变成了红巨星，光度增加了1000到10000倍。对于任何在其原始的维持光合成的宜居带中发展起来的生命来说，这将是太多的热量，但可能会在更远的行星之间形成一个新的区域。这个新的、更遥远的可居住区可能会持续10亿年，直到这些红巨星溅射出来成为新的碎片。

根据这一逻辑，研究人员认为，考虑超过2.2太阳质量的恒星是没有意义的，因为它们将在不到8亿年的时间内成为红巨星。较大的恒星进化得更快，生命可能需要更多的时间才能出现。尽管如此，其他科学家认为生命可能发展到5亿年，这意味着小于2.6太阳辐射的恒星可能会发展。

发现合适的世界

鉴于这些限制，von Bloh和他的同事估计，我们的银河系可能拥有250万个适合复杂多细胞光合成生命的世界。此外，他们计算出，多达6.9亿个世界可能拥有更基本的单细胞生命，这些生命也可能是光合的，类似于地球上的蓝细菌。他们在六月号的《植物科学》杂志上详细介绍了他们的发现。

研究人员指出，如果考虑到其他因素，他们对复杂生命患病率的计算可能会进一步缩小。例如，这些区域中的大型月球行星可能有助于行星稳定倾斜，从而导致稳定的气候。此外，这些系统中存在着巨大的世界，这有助于保护宜居行星免受宇宙撞击。

另一方面，他们的假设可能有点保守。例如，研究人员只关注大致地球大小的行星。

von Bloh指出：“用0.1到10个地球质量的行星质量进行模拟可能会很有趣。”此外，“基于碳基光合作用的宜居性定义可能过于以地球为中心。可能存在与地球生命不同的其他生命形式。”

无论如何，科学家们可能还需要一段时间才能努力寻找外星光合作用的迹象。尽管美国国家航空航天局的陆地行星探测器和欧空局的达尔文任务旨在寻找光合生命的氧气或臭氧成分，但陆地行星探测器已被无限期推迟，达尔文的研究也已结束。

von Bloh说：“在其他行星上寻找生命迹象可能是天体生物学中最具挑战性的目标。”