奇特的富氢海洋世界为探测生命提供捷径

(2024-08-12 18:54:03)

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杂谈

奇特的富氢海洋世界为探测生命提供捷径

资深撰稿人 Bruce Dorminey

Aug 10, 2024,09:42am EDT

SCIENCE

我报道航空航天、天文学并主持了《宇宙争议》播客。

艺术家的一颗高洋星球的印象。一颗高洋行星是一种假想类型的行星，被描述为有一个氢大气层的热的水覆盖的行星。地外液态水的存在使高洋行星成为行星宜居性的承诺的候选者。它们被认为被海洋覆盖，是一个寻找地球以外生命的承诺的地方。高海行星有生命所需的成分，包括液态水、能量和有机分子。GETTY

一个被称为“高洋”行星的太阳系外海洋世界的一个奇特子集可争辩的提供探测微生物生命的生物签名的最佳近期机会。用美国宇航局的韦伯太空望远镜，这些行星可能相当快放弃它们的天体生物学秘密。

在最近于哥本哈根举行的一次天体生物学会议上，英国剑桥大学天体物理学和行星科学教授尼库（Nikku Madhusudhan）争论了高洋行星可能是丰富的，并容易的探测生物签名。

被定义为有富氢大气层的温带海洋覆盖的世界，2023年出现在《天体物理学杂志》上的一篇论文的作者指出这些行星的扩展的大气层使它们对用韦伯太空望远镜大气层光谱分析重大的“更可得到的”。

尼库从氢和海洋这两个词的结合捏造了这个词来表示一个除下面一个全球海洋拥有富氢大气层的行星。

这些行星毕竟不像岩石行星一样，尼库在丹麦哥本哈根大学的会议上告诉我它们是被海洋和一个稀薄的富氢大气层覆盖的行星。在这个星球上不会有任何陆地。他说，海洋直到100公里多一点为止会是液态水。

深水冰

尼库在“在一颗独特星球上的独特物种？”会议上告诉我，因为在海洋深处的压力增加，水从是液态的转化成固态高压冰。他说在内部更深处你仍然能有一个硅酸盐和铁芯。尼库说但在核和海洋之间，有一层厚厚的高压水冰床。

2021年出现在《天体物理学杂志》上的一篇论文的作者指出，我们发现高洋宜居带比像我们自己的岩石行星的宜居带重大的更宽。一个宜居带的最简单的定义通常是一个能够在它的表面拥有液态水的行星。

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尼库和国际同事最近用韦伯太空望远镜来探测一个候选海洋世界潜在的生命的生物签名。

剑桥大学指出，K2-18b在狮子座中距离地球约110光年远，质量是地球的8.6倍，资质为 “高洋”世界的一个候选。

尼库说，去年用韦伯的红外观测发现了K2-18b行星的大气层有重大量的甲烷和二氧化碳，但氨不太多。他说，如果你在行星上有一个海洋，氨将被海洋吸收，而甲烷和二氧化碳将留在大气层中。他指出这与一个海洋存在的预测是一致的。

生命的签名？

尼库说，我们还发现了二甲基硫分子的初步迹象，在地球的海洋中的藻类浮游植物一样的微生物放出这种类型硫化物。

二甲基硫是一种恶臭的硫化合物，典型的被海藻释放并进入地球的大气层。但它在太阳系外世界的积极探测标志光年外的一个海洋世界可能真的拥有某种原始的海洋居住微生物。

生物必需化合物如何被交付到这些行星？

以前，争论是在地球上为获得生命所需的基本元素，需要硅酸盐风化着来自与岩石相互作用的水来创造从中生命可能浮现的生物必需元素。

尼库说，“在这些高洋行星上，我们表明了你能经由陨石和彗星外部交付获得必需元素”。

通过小行星和彗星化学增富

尼库说，原行星盘当行星形成时创造大量物质。他说仅从它的与系统中过去的小行星和彗星的行星形成，有生物必需元素交付进海洋中。

尼库仍然乐观的是微生物生命可能在整个宇宙的这些高洋世界中是常见的，只是因为规制化学和行星形成的天体物理过程应该是普遍的。