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(2024-09-11 14:05:38)
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贫氧岩石行星可能为微生物生命提供捷径
资深撰稿人 Bruce Dorminey
Sep 8, 2024,06:13pm EDT
Updated Sep 8, 2024, 07:16pm EDT
我报道航空航天、天文学并主持了《宇宙争议》播客。
大约地球大小或者可能两到三倍更大的岩石行星将提供最好的
NASA AMES/JPL-CALTECH
尽管关于地球如何以及为什么有像我们这样的生命无休止的争论，但我们需要记住自从我们发现了第一颗环绕另一颗太阳一样恒星的行星以来已经不到三十年。位于距离我们仅50光年远的飞马座51 b（现在被称为“迪米丟姆（Dimidium）”）是一颗所谓的热木星，一颗我们木星一半大小的行星，在一个围绕它的母恒星嘲笑短的4.5天轨道中环绕。
迪米丟姆的1995年发现震撼了行星科学界的核心。但今天，如此热木星的探测已经变成一个相当乏味的事情。相反，目前的痴迷是发现可能宿主微生物甚至更高级生命的地球质量行星。
在这个微积分中有许多变量——一颗行星的给定质量；它的从它的母恒星的距离、它的大气层构成以及是否它有种沿着地球自身的板块构造地球物理的循环。也就是说地球的外壳被多达20个漂浮着并在地幔上碰撞的刚性构造板块的运动统治。
最后，当寻找生命时来寻找有像我们自己的大气层一样富氧大气层的行星是否更好？或者来寻找有一个还原的大气层一个氢或甲烷统治的典型的几乎没有氧气的大气层的行星更好呢？
这些是我最近对在丹麦哥本哈根大学举行的“在一个独特星球上的独特物种？”会议上摆出给一位领先的年轻天体生物学研究员的一些问题。
正如柏林自由大学的行星地球动力学专家挪亚克（Lena Noack）在哥本哈根告诉我的那样，当到系外行星科学时这些是早期日子。
挪亚克说，更大质量的行星可能已经吸积了大量的气体，最初，它们可能有一个非常密集的它们只是不能摆脱的原始大气层。因此，她说为寻找生命的最佳地点之一将是一些质量大约是地球的一到三倍的岩石系外行星。
尽管今天地球的大气层非常氧化，但我们星球上的生命最初是在还原性大气层中进化的。
挪亚克说，“如果我在寻找一个在那里生命能开始的栖息地最佳候选者，我会寻找一个可能质量比地球大一点的行星，它将有一个更还原的大气层”。
简单的生命
挪亚克说，对一般生命的起源特别是单细胞生物，一个还原的大气层是远更有吸引力的。她说，益生元物质像氨基酸能大量积累并且在还原条件下更稳定。
板块构造对智慧生命的进化是必要的吗？
挪亚克说，“如果我们要发现智慧生命，最可能的是它将在一个有某种碳循环的星球上，最可能是某种形式的板块构造”。她说，我想说你会需要有一些来保持大气层的条件在很长一段时间尺度上或多或少稳定的机制。
停滞的盖子
但挪亚克说，如果一颗行星的大小合适并有到它的母恒星的合适距离，甚至在一个是停滞的盖子上的智慧生命的存在不会被排除。
有停滞盖构造的行星典型的只有一个单一的展示几乎没有水平运动的岩石圈板块。这与这里地球上许多构造板块有规律的展示水平运动的行星对比。
挪亚克说，板块构造的主要论点是你需要来保持大气层条件稳定足够长时间以便智慧生命实际的能够进化，这可能要用30亿年的时间。她说我认为有一些可以在足够长的时间内没有板块构造有足够稳定的条件。挪亚克说，但如果你没有板块构造我不认为你能够在很长一段时间跨度保持宜居的条件。
寻找生命的替代签名
挪亚克说，“我会寻找不同的替代生物签名，因为氧气是某些发生在地球上的东西，也因为一种非常特别的光合作用”。她说，即便它是碳基的，对生命有不需要来做它在这里做的一样的事情。
探测外星生命需要下一代技术。
加州大学圣克鲁斯分校的天体物理学家马道（Piero Madau）在2023年发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文中指出，简单生命浮现在它的在地球上可居住窗口的前十亿年内。马道写道，但在太阳型恒星的宜居带中发现生命最终将需要宜居系统的群口的统计分析、单个行星的气候的深入研究并寻找化学生物标志物。他指出，所有这些已经动机了下一代大型地面设施和仪器的发展。
它们的开发将至少要用另十年或更长时间。
底线？
随天体生物钟滴答掉，关于什么对生命来进化实际上导通的许多基本问题仍然没有被回答。行星科学家已经做出了进步，但这些仍然是在解锁宇宙生物创世的秘密的早期时间。
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