已知的大多數恒星係統都有巨大的氣體(ti) 行星，它們(men) 的大氣中充滿了氫和氦

　　新浪科技訊 北京時間5月19日消息，據國外媒體(ti) 報道，在係外行星上，是否存在著呼吸氦和氫的外星生命？一項關(guan) 於(yu) 地球生命的新研究表明，這是可能的，這意味著我們(men) 在宇宙中尋找生命時，可能需要改變一下思路。我們(men) 不僅(jin) 要關(guan) 注那些可能充滿氧氣的行星，也要考慮一些大氣組成似乎不適合生命的行星。

　　毫無疑問，氧氣有利於(yu) 生命的生存，畢竟這是我們(men) 在地球上賴以生存的氣體(ti) 。但是氧氣在宇宙中並不常見，隻占宇宙質量的0.1%。宇宙中更常見的是氫（92%）和氦（7%）。太陽係中體(ti) 積最大的行星是木星，其大氣中基本充滿了氫和氦，隻有少量其他元素。像地球這樣在大氣中缺乏氫和氦的岩石行星，隻在恒星係統中占很小的一部分。

　　在宇宙中氫和氦占主導地位的情況下，了解由這些元素組成的大氣層是否能支持生命就很有意義(yi) 。由麻省理工學院行星科學家薩拉·西格爾領導的研究團隊試圖尋找答案。他們(men) 選擇了兩(liang) 種可以在無氧條件下生存的地球生物：大腸杆菌（一種存在於(yu) 包括人類在內(nei) 的許多動物腸道中的細菌）；還有普通酵母，一種用於(yu) 烤麵包和釀造啤酒的真菌。

　　研究人員將這兩(liang) 種生物的活培養(yang) 基放在幾個(ge) 不同的燒瓶裏，用其他氣體(ti) 來代替普通空氣。一組燒瓶中充滿了純氫氣，另一組則充滿純氦氣，第三組燒瓶作為(wei) 對照，裝的是正常空氣。

　　每隔幾個(ge) 小時，研究人員就會(hui) 取出一些大腸杆菌和酵母，以確定它們(men) 是否存活。報告稱，這兩(liang) 種微生物在不同的氣體(ti) 中都能生存，而在空氣中的存活狀態最好。考慮到二者都是在地球上演化的，這一點也就不足為(wei) 奇了。相比正常環境，大腸杆菌在充滿空氣的燒瓶中的生長速度慢了兩(liang) 倍，而酵母的生長速度也下降了2.5個(ge) 數量級。

　　然而，這兩(liang) 種生物都能在純氫和純氦環境中存活的事實對天體(ti) 生物學家帶了重要啟發，這一發現“為(wei) 在不同的宜居星球上尋找更廣泛的生命棲息地開辟了可能性”。大腸杆菌還會(hui) 產(chan) 生一係列代謝廢物，或許可以將這些廢物——包括氨、甲硫醇和一氧化二氮等——作為(wei) 可能存在外星生命的生物特征。

　　那麽(me) ，問題就變成了這項新研究將如何推進我們(men) 對其他行星上生命的探索。在很長一段時間裏，天體(ti) 生物學領域被認為(wei) 是一個(ge) 推測性的領域。在這個(ge) 領域裏，科學家們(men) 會(hui) 考慮各種可能性，但沒有任何數據來約束他們(men) 的想法。畢竟，我們(men) 從(cong) 未觀察到其他行星上的生命。直到最近幾十年，天文學家才證實太陽係以外存在著圍繞其他恒星的行星。

　　在探索係外行星的早期，天文學家隻發現了類似於(yu) 木星的氣態巨行星，它們(men) 都非常靠近主恒星，被稱為(wei) “熱木星”。有一段時間，這些熱木星似乎是最常見的係外行星類型，但這其實是一種誤導。這些氣體(ti) 巨行星的發現，主要是因為(wei) 它們(men) 在軌道運行時，其引力會(hui) 導致母恒星發生擺動，而天文學家可以觀察到這種擺動。在較窄軌道上運行的巨大行星會(hui) 導致更大的擺動幅度，使它們(men) 更容易被探測到。

　　2009年，當開普勒太空望遠鏡發射升空時，情況又發生了改變。開普勒太空望遠鏡使用了一種新的方法來尋找係外行星。簡單來說，在觀察遙遠恒星時，開普勒望遠鏡會(hui) 尋找行星從(cong) 母恒星前麵經過時投下的影子。開普勒望遠鏡於(yu) 2018年底停止運行，但在近十年的時間裏，它發現了2600多顆係外行星。這些行星的特征各不相同，其中也有許多是熱木星。

　　然而，開普勒太空望遠鏡無法在這些星球上尋找生命。首先，它發現的許多行星都離地球很遠，因此很難拍攝到它們(men) 的大氣層；其次，它沒有裝載觀測這些行星大氣層的儀(yi) 器。現在，第一個(ge) 問題正在由淩日係外行星勘測衛星（TESS）解決(jue) 。該衛星於(yu) 2018年初發射，使用與(yu) 開普勒望遠鏡相同的技術來勘測鄰近的恒星，尋找類地行星。

　　觀察係外行星的大氣需要比開普勒望遠鏡或TESS更強大的望遠鏡。天文學家第一次觀測到太陽係外行星的大氣層是在2001年。研究人員使用哈勃太空望遠鏡觀察了一顆名為(wei) HD 20945的恒星。當一顆行星穿過該恒星前方時，哈勃望遠鏡的儀(yi) 器觀測到了鈉釋放出的光。天文學家對此解釋稱，這是懸浮在行星大氣中的鈉。2008年的另一項研究也揭示這顆行星被氫氣所包圍。

　　當然，這也正是麻省理工學院最近這項研究如此有趣的原因。天文學家已經知道，木星的大氣主要由氫和氦組成，而他們(men) 又觀察到一顆圍繞著遙遠恒星運行的行星周圍存在充滿氫的大氣。研究人員表示，地球上的生命可以存在於(yu) 純氫或純氦的環境中，在這一新發現的基礎上，天體(ti) 生物學家應當對被氫氣包裹的行星進行光譜分析，並密切關(guan) 注具有這種大氣層的岩石行星。

　　對於(yu) 每一個(ge) 對外星生命感興(xing) 趣的人來說，未來充滿了希望。TESS天文台正忙於(yu) 尋找鄰近的係外行星，而根據美國國家航空航天局（NASA）的計劃，備受期待的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）將在2021年發射。該望遠鏡旨在取代大獲成功的哈勃望遠鏡。天文學家希望利用JWST掃描已知的係外行星，尋找生命的跡象。現在，天體(ti) 生物學家肯定會(hui) 把被氫氣包圍的行星也列入探索名單。（任天）

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