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奇异的外星生命:有可能在剧毒气体中也可以生存!

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 Connor Feng • 2019-03-22 17:11:53 来源:前瞻网 E1438G1

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一项新的研究表明,寻找外星生命迹象的科学家不应如此迅速地排除富含一氧化碳(CO)的外星世界。

这种物质对人类和地球上的大多数其他动物来说都是剧毒的,因为它对血红蛋白的附着性比氧气更强,从而使得血红蛋白不能携带生物体所需的氧气。

事实上,在寻找地外生命的过程中,许多研究人员认为一氧化碳算不上是一种有希望的生物特征,有的研究人员还认为它是一种反生物特征,因为它是一种现成的碳和能量来源,从理论上讲,生命应该将其吞噬得干干净净才对。因此,根据这一思路,在系外行星的大气层中发现大量CO意味着我们所知的生命形式并不存在。

但这项新研究称,我们是时候要修正这种思维了。在研究中,研究人员使用计算机模型来更好地了解30亿年前的地球大气化学,当时地球空气中的含氧量非常低,微生物在地球上也很常见,但动物在那时候还远远没有出现(最早的多细胞生物化石大约只能追溯到大约6亿年前)。

研究小组的结果表明,在那些早期的日子里,地球的一氧化碳可能已经大量积累,达到了百万分之一左右的浓度,比目前的浓度高出约1000倍。

加州大学河滨分校(UCR)生物地球化学教授、该研究的合著者提摩西·里昂(Timothy Lyons)在一份声明中说:“这意味着在有生命居住但缺氧、并且围绕着恒星运转的系外行星大气层中,我们可能会发现高含量的一氧化碳。”

科学家们还将他们的模型应用于系外行星系统——特别是那些以红矮星为中心的行星系统(红矮星是一种小而暗的恒星,约占银河系恒星总数的75%)。

研究小组发现,拥有生命并且围绕红矮星运转的行星,其大气中含有大量氧气,可能也含有高水平的一氧化碳,这些星球上一氧化碳的浓度可能会高达百分之几。

该研究的主要作者、加州大学洛杉矶分校地球科学系的博士后爱德华·施维特曼(Edward Schwieterman)在同一声明中说:“考虑到这些行星不同的天体物理环境,我们不应该惊讶于发现微生物圈促进了高水平一氧化碳的出现。”

“然而,这些地方肯定不适合我们所熟悉的人类或动物生活,”他补充说。

上周发表在《天体物理学杂志》(Astrophysical Journal)上的这项新研究提醒着我们,寻找外星生命是一项非常复杂的工作。考虑到外星世界惊人的丰富性和多样性,我们当然没有理由假设外星人看起来会像地球上的生命形式,或者采用与地球生命相同的生化途径。

因此,像麻省理工学院的萨拉·西格尔(Sara Seager)这样的研究人员正在大胆地扩展可能的生物特征范围,而不仅仅只是局限于少数几种(如甲烷和氧气)只适用于类地生命的生物特征。

这样的工作可能很快就得到实际应用。美国宇航局耗资89亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)计划于2021年3月发射升空,届时它将在附近的一些系外行星的大气中寻找生物特征。而计划在本世纪20年代中期投入使用的三个大型陆基望远镜——巨型麦哲伦望远镜、30米望远镜和欧洲超大望远镜——在正式投入使用之后,还将会对系外行星进行一些大气探测活动。

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