氧气可能不是其他星球上生命的理想标志

　　在行星大气中寻找氧气是生命可能正在发生的线索。在地球上，光合生物吸收二氧化碳、阳光和水，并产生糖和淀粉作为能量。氧气是这个过程的副产品，所以如果我们能在另一个星球上探测到氧气，这肯定会在科学界引起轰动。
　　但研究人员也质疑外行星大气中存在氧气将是生命迹象的想法。如果我们能排除其他产生氧气的途径，这只是生命的证据。
　　地球充满了氧气。它占地壳的 46% 和地幔的相同百分比，大气中含有约 20% 的氧气。
　　氧气的存在可以追溯到大约 20 亿年前的大氧气事件 (GOE)。古代蓝细菌进化出吸收阳光并将其用于光合作用的色素。氧气是光合作用的废物，生命可以追溯到数十亿年前在大气、地幔和地壳中产生氧气之前。
　　因此，如果科学家在外星球的大气中发现氧气，则表明生命可能处于活跃状态。简单的生命可以在地球的海洋中沸腾，吸收阳光并释放氧气。
　　但是新的研究已经确定了一种不依赖于生命的氧气来源。
　　该研究论文是＂非生物分子氧气生产——二氧化硫的离子途径＂，发表在《科学进展》上。主要作者是瑞典哥德堡大学物理学博士生 Måns Wallner。
　　研究人员发现了一种源自二氧化硫的非生物氧气来源。硫在天体中并不少见，由于火山产生硫并将其泵入大气，外星行星的大气中可能含有氧气。生活不必参与。
　　相反，来自恒星的高能辐射可以电离二氧化硫分子。二氧化硫的分子式是 SO2，当它被电离时，分子会重新排列。它变成了一个＂双正电系统＂。然后它具有线性形式，其中氧原子彼此相邻，而硫在另一端。这被称为漫游，因为游离氧原子在混乱的轨道中滚动，直到进入新的化合物。
　　＂在双重电离中，分子中的两个键合电子被喷射出来，并可能导致分子中原子之间的角度发生变化，＂主要作者沃尔纳在新闻稿中说。
　　＂此外，在本案中同样重要的是，漫游可能会发生，即原子交换位置，分子呈现出全新的形状。＂
　　但分子的成分可能不会重新转化为 SO2。相反，硫可以被分解，一个简单地带正电的氧分子仍然可以存在。然后可以通过吸引另一个分子的电子来中和正电荷。
　　这条通往氧气的途径可以解释我们在其他地方发现的一些氧气。木卫一、木卫三和木卫二的大气中都有氧气，可能是漫游造成的。
　　木卫一是许多火山的所在地——太阳系中最多的火山——所以那里的生命被排除在外。木卫三和木卫二有地下海洋，因此它们可能孕育生命。但是这种生命不能像地球上的生命那样建立氧气气氛。需要另一种解释来解释在这些卫星上发现的氧气量。
　　据研究人员称，这种氧气途径也可能发生在地球上。＂我们还在我们的论文中建议这在地球上自然发生，＂报告该发现的论文的合著者 Raimund Feifel 说。
　　这种离子氧形成途径也适用于其他分子，这是研究人员的下一步。他们想知道像二硒化碳这样的其他分子是否被双重电离。
　　＂我们想看看当时是否发生了这种情况，或者这是否只是与二氧化硫的巧合，＂费菲尔说。
　　2014 年的一篇论文提出了二氧化碳在高能紫外线照射下产生分子氧的证据。
　　在 2015 年的一篇论文中，日本研究人员表明，使用二氧化钛（二氧化钛）作为催化剂，近紫外光与水相互作用时可以在行星上产生氧气。
　　这些发现有助于解释地球在 GOE 之前大气中存在少量氧气的原因。詹姆斯韦伯太空望远镜是这项研究的一部分。研究系外行星大气是该望远镜的科学目标之一，凭借其强大的红外工具，它有望揭示系外行星大气的化学成分。