2022-11-17 12:58

寻找地外生命的更好方法

艺术家对M矮行星系统的构想,在那里甲基溴更有可能被探测到。来源:美国航天局/喷气推进实验室/加州理工学院

空气中的化学物质会发出一种独特的生物信号。

西兰花和许多其他植物和微生物一样,会释放气体来帮助排出毒素。据科学家称,这些气体可能提供了其他行星上有生命存在的有力证据。

当生物体将一种不需要的化学元素与三个氢原子和一个碳原子结合时,就产生了这些气体。这个过程被称为甲基化,可以将潜在的毒素转化为气体,安全地飘到大气中。如果用望远镜在另一颗行星的大气中发现这些气体,就意味着该行星上有生命存在。

加州大学河滨分校(UCR)的行星科学家米凯拉·梁(Michaela Leung)说:“甲基化在地球上非常普遍,我们预计其他任何地方的生命都可以进行甲基化。”“大多数细胞都有排出有害物质的机制。”

甲基溴是一种甲基化气体,与其他气体相比有许多好处,而这些气体通常是寻找外星生命的目标。Leung进行了一项研究,对这些好处进行了检验和量化,该研究最近发表在《天体物理学杂志》上。例如,甲基溴在大气中的停留时间比传统生物特征气体短。

与西兰花和其他芸苔科蔬菜一样,藻席也产生甲基溴。图片来源:CA水质监测委员会

梁说:“如果你找到了它,很有可能它是不久前制造的,而且制造它的东西还在生产它。”

另一个好处是,甲基溴更有可能是由生物产生的,而不是由微生物产生的甲烷等气体。然而,它也可能是火山爆发或其他地质过程的副产品。

梁振英说:“通过非生物的方式产生这种气体的方法有限,所以如果你找到它,它更能表明有生命存在。”

此外,甲基溴在其“表亲”生物特征氯甲基附近吸收光,这使得它们和生命的存在更容易被发现。

虽然甲基溴在地球上非常常见,但由于太阳紫外线的强度,它在我们的大气中不容易被检测到。紫外线辐射会引发化学反应,分解大气中的水分子,将它们分解成能破坏气体的产物。

然而,该研究确定甲基溴在M矮星周围比在太阳系或类似太阳系中更容易被探测到。M矮星比太阳更小、温度更低,它们产生的导致水分解的紫外线辐射更少。

梁振英说:“与太阳相比,一颗M矮宿主恒星将甲基溴的浓度和可探测性提高了四个数量级。”

这对天文学家来说是一个好处,因为M矮星的数量是太阳等恒星的10倍多,将成为未来寻找系外行星生命的首要目标。

基于这些原因,研究人员乐观地认为,天体生物学家将开始在未来的任务中考虑甲基溴,并在未来几十年发射的望远镜的能力规划中考虑甲基溴。

虽然詹姆斯·韦伯太空望远镜在探测其他恒星周围的类地行星大气方面还没有特别优化,但一些超大型地面望远镜将在本十年末上线。它们将更适合于分析这些行星的大气组成。

UCR研究小组准备调查其他甲基化气体作为搜寻地外生命目标的潜力,因为这组气体特别与生命密切相关,而且只与生命相关。

“我们相信,甲基溴是地球上生物普遍产生的许多气体之一,可能为遥远的生命提供令人信服的证据,”加州大学r的天体生物学家、该研究的合著者、梁研究小组的负责人埃迪·施维特曼(Eddie Schwieterman)说。“这只是冰山一角。”

参考文献:“替代甲基化生物特征。《甲基溴,一个顶点生物签名》,作者:Michaela Leung、Edward W. Schwieterman、Mary N. Parenteau和Thomas J. Fauchez, 2022年10月10日,《天体物理杂志》。1538 - 4357 . DOI: 10.3847 / / ac8799