科學實驗發現:大氣含氫豐富的行星可能孕育生命

在浩瀚的宇宙只有地球存在生命體,這似乎讓人感到是非常孤獨的。雖然人類這麼多年一直都在不斷努力的尋找外星生命的存在,但卻依然沒有收穫。但是,最近的實驗室實驗表明,微生物可以在純氫的環境中生存和生長。這一發現可能會拓寬天文學家尋找外星生命跡象的環境範圍。

1、科學家進行的實驗

科學實驗發現:大氣含氫豐富的行星可能孕育生命

麻省理工學院的系外行星天文學家薩拉·西格說:“我們正試圖擴大人們對宜居行星的看法。”“這似乎增加了我們在其他地方找到生命的可能性。”

酵母和大腸桿菌都被認為是其他單細胞生物的替代物,西格爾和她的同事們則把它們和一些營養肉湯一起放在小瓶子裡。研究人員將空氣轉移到六個瓶子中,並用純氫氣、純氦氣或80%的氮氣和20%的二氧化碳的混合物代替。最後一組瓶子留有地球空氣。每隔幾個小時,研究人員就會用皮下注射針取出一些微生物,以計算存活的微生物數量。

2、研究發現

科學實驗發現:大氣含氫豐富的行星可能孕育生命

研究小組在5月4日的《自然·天文學》雜誌上報告說,這些微生物在每一個被測試的大氣中都得到了複製,在普通的地球空氣中最活躍。

此外,特別是大腸桿菌產生的幾種氣體已經被認為是潛在的生物特徵,或可能存在生命的跡象,如果在其他行星的大氣中發現,包括氨、甲硫醇和氧化亞氮。

3、其他科學家對此的討論

科學實驗發現:大氣含氫豐富的行星可能孕育生命

未參與實驗的美國宇航局天體生物學家賈達·阿尼說:“大腸桿菌是一種如此簡單的生物,但卻產生了令人難以置信的氣體。瞭解哪些氣體可以由生命產生,是將它們作為可能在系外行星上探測到的生物特徵進行審查的必要的第一步。”

但是,西雅圖華盛頓大學的天體生物學家約翰·巴羅斯說,僅僅尋找富含氫的大氣層是不夠的。一顆行星也需要在瓶中有相當於營養肉湯的東西,這樣才能讓生命茁壯成長,它們也許會是一個與岩石表面交換化學物質的液態水海洋。

天體生物學家計劃通過觀察外行星大氣中的星光來尋找外星生命的跡象。如果岩石行星表面的生命釋放出能說明問題的氣體,未來的望遠鏡如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡就能探測到這些氣體。

4、目前尚不清楚是否存在純氫行星

科學實驗發現:大氣含氫豐富的行星可能孕育生命

目前尚不清楚是否存在純氫行星。麻省理工學院的行星科學家丹尼爾·科爾沒有參與這項新研究,但他表示,根據已知的行星形成機制,純氫大氣應該很少見。

因為氫很輕,一個全部或大部分由氫組成的大氣層會比地球上氮氣佔主導的大氣層膨脹14倍。這意味著更多的星光將通過大氣層進入地球上的望遠鏡,更容易探測到那些大氣層中的生物信號。

雖然結果也證實了這些微生物也可能生活在以氦和氮為主的大氣中,但這些大氣會更稀薄,因此很難在其他行星周圍探測到它們。

西格爾指出,這些簡單的實驗可能不會讓生物學家感到驚訝。畢竟,有些微生物生活在地球上富含氫的環境中,比如礦井中的生態位,在那裡,按體積計算,鈣的衰變可以產生含有33%到88%氫的氣穴。事實上,地球上大部分的氫被鎖在水裡,大氣中總的氫氣含量遠低於1%。

科學實驗發現:大氣含氫豐富的行星可能孕育生命

而且,大腸桿菌和酵母都可以在沒有氧氣的情況下生存,大腸桿菌可以生活在許多動物的腸道中,酵母被用於釀造啤酒的發酵工業。但由於這兩種微生物都不適應純氫環境,西格爾認為值得進行試驗。

諮詢機構同意。科爾說:“這是一個非常大膽的論證,如果地球上的生命可以在氫大氣條件下生存,那麼外星生命當然也可以。當我們研究其他行星時,我們不應該限制或過於以地球為中心。”

他還補充說,如果生命形式足夠複雜,在這些世界裡有肺和聲帶,它們就會發出尖銳的高音。

這個科學研究或許能夠為天文探索帶來新的發現,也許在不久的將來,我們就真的能夠找尋到一顆擁有生命體的含氫豐富的行星。


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