康奈尔大学的天文学家们已经建立了五个模型，代表了我们星球进化的关键点，就像地球地质时代的化学快照。
在即将到来的强大望远镜的新时代，他们将把它们作为光谱模板，在遥远的太阳系中寻找类地行星。
卡尔·萨根研究所主任、天文学副教授丽莎·柯廷安说:“这些新一代的太空和地面望远镜加上我们的模型，将使我们能够识别出距离我们约50到100光年远的像地球这样的行星。”
对于这项研究和模型的建立，柯廷安、博士生杰克·马登和林紫凡20发表了“地球穿过地质时代的高分辨率透射光谱”的论文，发表在3月26日的《天体物理学快报》上。
她说:“以我们自己的地球为关键，我们模拟了五个不同的地球时代，为我们如何描绘一个潜在的外地球——从一个年轻的、生命起源前的地球到我们的现代世界——提供了一个模板。”“这些模型还让我们能够探索，在地球进化的哪个阶段，一个遥远的观察者能够在宇宙的‘淡蓝点’和其他类似的星球上发现生命。”
柯廷安和她的团队创造了大气模型，与39亿年前的地球相匹配，那是一个生命起源前的地球，当时二氧化碳密集地覆盖着这颗年轻的行星。第二个回溯模型从化学角度描述了一个没有氧气的星球，一个缺氧的地球，时间回溯到35亿年前。另外三个模型揭示了大气中的氧气浓度从0.2%上升到现在的21%。
“我们的地球和我们呼吸的空气有了巨大的变化自地球形成4.5数十亿年前,“柯廷安说,“第一次,本文地址如何天文学家寻找像我们这样的世界,可以看到年轻的现代类地行星在运输过程中,使用我们自己的地球历史上作为一个模板。”
柯廷安说，在地球的历史上，氧气上升的时间和它的丰富程度还不清楚。但是，如果天文学家能够找到的系外行星的含氧量仅为地球目前含氧量的1%，那么这些科学家将开始发现新的生物、臭氧和甲烷，并将其与地球的年龄模板相匹配。
柯廷安说:“我们的透射光谱显示了大气的特征，这将向一个遥远的观测者表明，地球早在20亿年前就有了一个生物圈。”
利用美国国家航空航天局(NASA)计划于2021年3月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)或智利安托法加斯塔(Antofagasta)的超大望远镜(计划于2025年首次发光)等即将问世的望远镜，天文学家可以观察到一颗系外行星在其主恒星前方凌日，揭示该行星的大气层。
柯廷安说:“一旦这颗系外行星凌日并挡住了它的主恒星的一部分，我们就能破译它的大气光谱特征。”“利用地球的地质历史作为关键，我们可以更容易地发现遥远系外行星上存在生命的化学迹象。”
这项研究由布林森基金会和卡尔·萨根研究所资助。
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