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    外星生命在哪里

    2017年4月20日 来源: 互联网
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    这次NASA的发布会可谓真材实料!为我们带来了更多土卫二(Enceladus)的干货“除早前发现的海洋和冲出冰盖的喷流,还有大量氢气”,这个直径只有500km的小世界具备了液态水、氢气、氧气、甲烷、二氧化碳和氨这些生命的原材料,意味着外星细菌存在的可能性进一步增加。比如地球上大量存在的甲烷菌,他们在厌氧环境下高效地利用氢气和二氧化碳产生甲烷来供能,代代相传。这些细菌是地球生命的鼻祖,一定意义上我们的生态环境乃至我们人类的诞生都和这些不起眼的甲烷菌息息相关。外星生命是不是离我们越来越近了?

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    2016年11月卡西尼探测器拍摄的土卫二

    Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

    作为一个生命体、一个自称“高等”的生命体,曾经不断地发出感慨:从生命的孕育到人类这种最“终极”的进化是多么来之不易!然而,自从进入了天文世界,我的疑问就与日俱增。孕育生命体的小概率面对宇宙广度这个天文数字,谁大谁小?生命的进化史面对宇宙史,谁大谁小?我们很可能真的没有那么精贵,宇宙生物多样性也很可能多到无法计量!不是小编瞎猜,包括霍金在内的很多顶级科学家都猜测外星生命的存在。

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    NASA星系演化探测器拍摄的紫外波段照片

    Credit: NASA/JPL-Caltech/SSC

    实际上,伴随着科技发展,对外星生命的猜测有增无减。让我们梳理一下除了土卫二还有哪些“神奇的地方”。

    金星和火星

    对外星生命真正意义的探索和研究也就几十年时间,这完全受制于天文技术,要探索地外生命,就要深入研究地外行星,一开始的能力局限在太阳系内,我们可以利用强大的地面或空间望远镜,可以发射探测器甚至登陆器。第一步自然是离我们最近的两个岩石行星:火星和金星,包括来自探测器在内的大量数据表明金星完全是炼狱,而火星则是足够的神奇,随着深入探索,越来越多的证据表面液态水的存在,特别是早期的火星,很可能存在大洋。毫无疑问,火星也最可能成为我们最早的地外“殖民地”。这个星球目前就是SpaceX的目标,马斯克坚信即使现在没有生命,以后也会有!

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    2016年1月好奇号火星车工作时的自拍照

    Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

    周边行星的卫星

    我们还认认真真地调查了周围行星的卫星,除了开篇讲到的土卫二,木卫二(Europa)、木卫三(Ganymede)、木卫四(Callisto)、土卫六(Titan)、海卫一(Triton)都可能存在大量的液态水。14年和16年,哈勃空间望远镜发现了 木卫二冲出冰层的水汽喷流,两次观测到的喷流位置相近,并且与早前伽利略号探测器的热成像影像的“热点”相近。土星到太阳的距离和地球相比大约是9.5倍,这样土卫二可以说是个严寒的世界。相比之下,对于木星的卫星这个数字则是5.2倍,会相对“温和”,它的直径也比土卫二大6倍。特朗普政府已确定NASA木卫二探测器任务的预算,2022年前发射,遗憾的是着陆器计划被搁浅。

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    哈勃空间望远镜2014年和2016年观测到的木卫二喷流

    Credit: NASA/ESA

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    木卫二任务的概念图

    Credit: NASA/JPL-Caltech

    太阳系外的类地行星

    让我们把视野放在太阳系外!我们接收到的星际间信息大多来自恒星,系外行星很难被观测,因此对于太阳系外行星,早期主要通过间接观测。但地面和空间天文设备在不断增强,现在可以直接观测越来越多的系外行星,当然这些恒星系统不能太远!我们陆续收获了很多类地行星,比较著名的吉利斯581C(Gliese)就是我们发现的一个宜居带行星。今年2月,NASA宣布的TRAPPIST-1恒星系统可谓引爆舆论,这个位于宝瓶座距离我们39光年的恒星系统,本是普普通通。中心是个头较小的红矮星,在宇宙中也非常常见。距离我们最近的恒星系统中就有,也就是科幻作品《三体》中的比邻星。在2016年,欧南台就对TRAPPIST-1恒星系统进行了观察,并发现中心红矮星周围可能存在3颗行星,后续借助斯皮策太空望远镜500小时持续观察,确定存在7颗行星,他们的质量、体积和地球相仿,整个系统比太阳系要小很多,中心的红矮星只比木星大些,如果和太阳系放在一起,最远的一颗行星的轨道也比水星轨道小很多。因为红矮星的能量比太阳低很多,分析表明其中三颗宜居带行星很可能存在液态水。

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    TRAPPIST-1系统的概念图

    Credit: NASA/JPL-Caltech

    但最新的观察结果表明,这个恒星系统的太阳耀斑非常强,大约是地球接收到的100倍,这样行星的大气很难形成和稳定下来,这对生命来说是噩梦吗?答案并没有这么简单。生命起源的一种说法是来自海洋的喷流,就是土卫二报道的那种场景,因为在这种场景下原始细菌就可以惬意的生存。另一种说法是“带入”,猜测地球的生命起源可能来自彗星等外来天体,理由一是单纯存在生命的原材料也很难形成生命,比如氨基酸等重要分子需要较高的能量,实验条件下已验证高温、高能射线下能够诱发形成复杂的分子结构。理由二是彗星和小行星上已经发现了有机物质,这些有机物质很可能就是早期高能环境下形成后被“封存”下来的。这样看,太阳耀斑反而可能成为促进大分子形成的“好事情”。

    我们在探索的路上,对于宇宙生命的研究不仅会揭开生命起源谜题,更重要的是能够更深层次理解生命的意义!

    作者:毛明远

    校对: | 编排: | 配乐:解仁江

    『天文湿刻』 牧夫出品

    微信号:astronomycn

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    行星遐想艺术图叠加水瓶星座

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