火星發現有機分子:可能曾存在遠古生命
據國外媒體報道,NASA于美東時間6月7日下午兩點(北京時間6月8日凌晨2點)舉行新聞發布會,宣布了兩項關于火星的重要發現:1、好奇號火星漫游車在接近火星地表處一塊有30億年歷史的沉積巖中發現了有機分子,說明火星可能曾存在遠古生命;2、發現火星大氣中的甲烷含量存在季節性波動現象,或與現代火星生命有關。雖然不足以說明火星上一定存在生命,但對未來的火星表面和地下探索任務而言,這些發現無疑是個好兆頭。
此次的兩項新發現均被發表在6月8日的《科學》期刊上。
有機分子由碳氫構成,可能還包括氧、氮及其它元素。雖然通常與生命有關,但有機分子也可以通過非生物過程產生,不一定是存在生命的證據。
“火星相當于借這些新發現告訴我們:保持當前路線,繼續尋找生命存在的證據。”NASA華盛頓總部科學任務理事會副行政官托馬斯·祖布肯(Thomas Zurbuchen)表示,“我相信當前和未來計劃開展的項目將在火星上做出更多令人驚奇的發現。”
“好奇號尚未確定這些有機分子的來源。”此次兩篇論文之一的主要作者、NASA戈達德航天中心的珍妮弗·艾根布羅德(Jennifer Eigenbrode)指出,“無論火星土壤中的有機物是遠古生命留下的記錄、是生物的食物、還是與生命無關,都能提供與火星環境和演變過程相關的化學線索。”
雖然如今的火星表面不適宜生命存活,但有清晰證據顯示,遠古時期的火星氣候一度讓液態水可以在地表聚集、形成湖泊。而就我們所知,液態水是生命存在的必備條件。好奇號收集的數據顯示,數十億年前,蓋爾撞擊坑(Gale Crater)的一個湖泊中曾具備生命必需的全部物質,包括化學構件分子和能量來源等。
“火星表面暴露在宇宙輻射中。輻射和刺激性化學物質均可使有機物分解。”艾根布羅德指出,“此次能在火星宜居時期形成的沉積巖的頂端5厘米中發現遠古有機分子,對我們來說是個很好的兆頭。在未來任務中,我們將繼續向下挖掘,借此進一步了解火星上有機分子的來源。”
“歐空局的‘火星太空生物’(ExoMars)漫游車將向下挖得更深,一直挖到地下兩米。”艾根布羅德解釋道,“因此有可能挖到未經受嚴重太空輻射的巖石。”
“火星太空生物漫游車還有可能找到現存生命。但就算找不到,光是分析有機物從地表到地下深處的變化也足以產生驚人發現。”
地球上的甲烷能夠以“可燃冰”的形式存在。那火星上呢?
季節性甲烷排放
在第二篇論文中,科學家描述了近三個火星年(約六個地球年)以來、在火星大氣中觀察到的甲烷含量季節性波動。這一波動是由好奇號的“火星樣本分析儀”(Sample Analysis at Mars)探測到的。
這些甲烷也許來自水與巖石發生的化學反應,但科學家尚未排除與生物有關的可能性。此前,科學家僅在火星大氣中發現過以大規模、無規律的羽狀噴流形式存在的甲烷。而此次的新發現顯示,蓋爾撞擊坑中所含的少量甲烷會在溫暖的夏季有所增加、達到峰值,然后在冬季再度下降,年年如此。
這一發現十分重要,因為它將有助于縮小甲烷可能的來源范圍。地球上的甲烷主要與生物活動有關,來自濕地、農田、牲畜等等。目前還無法確認火星上的甲烷是否與生物有關。但此次發現的甲烷季節性波動也許能排除部分地質學上的解釋。
“這是我們首次在對甲烷的觀測中發現某種重復性現象,因此有助于我們對它的了解。”第二篇論文的主要作者、NASA噴氣推進實驗室的克里斯·韋布斯特(Chris Webster)指出,“這都要歸功于好奇號的‘長壽’。沒有它的長期服役,我們就無法發現這一季節性變化規律。”
火星大氣中的甲烷一直是科學研究的熱門話題。甲烷無法長時間留存在大氣中。既然火星大氣中始終存在甲烷,就說明一定存在持續不斷的甲烷來源。考慮到地球上甲烷與生物之間的聯系,科學家必須解開這個火星謎團。
好奇號自2012年降落到火星赤道處的蓋爾撞擊坑以來,便一直在火星大氣中尋找甲烷的痕跡。結果發現,北半球冬季的甲烷含量僅略高于10億分之0.2,到了夏季卻會升至10億分之0.6。研究團隊認為,這些甲烷可能以冰的形式儲存
該團隊還無法確認甲烷來源,但認為可以排除掉一種解釋——陽光可使火星表面隕石中的含碳分子(有機分子)分解,從而產生甲烷。韋布斯特博士指出,紫外線的季節性變化不夠大,無法造成這種程度的甲烷濃度變化。
這張好奇號的低角度自拍記錄了它在蓋爾撞擊坑夏普山(Mount Sharp)中鉆取一塊目標巖石樣本的情景。
發現有機分子
為尋找火星土壤中的有機物,好奇號在蓋爾撞擊坑中的四處區域對沉積巖(又名泥巖)進行了樣本鉆取。這些泥巖由遠古湖泊底部積聚的泥沙形成,歷時數十億年。鉆取到的巖石樣本由火星樣本分析儀進行分析。該儀器將樣本置于500攝氏度以上的烤箱中加熱,從而使有機物從粉末狀的巖石中釋放出來。
火星樣本分析儀從泥巖樣本釋放出的物質中檢測到了小型有機分子,即難以輕易蒸發的大型有機分子的碎片。有些碎片中含有硫。艾根布羅德表示,與輪胎中加入硫以增加耐久度的原理相同,這些碎片也因為硫的存在而更加穩定持久。
結果還顯示,其中有機碳的含量達百萬分之十的數量級,甚至可能更多。這接近火星隕石中檢測到的碳含量,約為此前在火星表面探測到的有機碳含量的100倍。此次識別出的分子包括噻吩、苯、甲苯等等,以及丙烷和丁烯等短碳鏈。
2013年,火星樣本分析儀在蓋爾撞擊坑最深處的巖石中發現了一些含氯有機分子。此次新發現進一步豐富了在火星遠古湖泊沉積物中發現的分子種類,也有助于解釋這些分子為何得以留存至今。
此次在火星大氣中發現甲烷、并在接近地表處發現遠古時期保留下來的有機分子后,科學家們的信心大大加強,相信NASA的2020火星漫游車和歐空局的“火星太空生物”(ExoMars)漫游車還將在火星表面和淺層地表中發現更多有機物。
“這些發現能說明火星上存在生命嗎?”NASA火星探測項目首席科學家邁克爾·梅耶(Michael Meyer)反問道,“我們還不清楚。但這些結果顯示,我們正走在正確的軌道上。”
此次研究工作由NASA總部科學任務理事會的火星探測任務贊助。戈達德航天中心提供了火星樣本分析儀。噴氣推進實驗室則負責漫游車的打造,并為科學任務理事會管理此次項目。
2017-04-17 22:46
近幾日,有關NASA宣布土衛二上幾乎具備生命所需的所有條件的消息在全球炸開了鍋,其實NASA這就在直接告訴我們土衛二上肯定有生命,只是嚴謹的NASA不會說的那么絕對而已。
首先我們得先知道土衛二是什么,它是土星的第六大衛星,在1798年就被天文學家發現了。這是一顆被冰覆蓋的衛星,直徑僅為505公里,相當于莫桑比克的國土面積。旅行者1號是第一艘與土衛二擦肩而過的人造飛行器,當時為1980年。接著在1981年旅行者2號路過土衛二把一些重要數據送回了地球。1997年發射2004年進入土星軌道的卡西尼號太空船才開始正式對土衛二詳細研究探索。
土衛二厚厚的冰層下有海洋,大家知道有水的地方就會有生命的存在,而且到目前為止除了磷和硫之外,土衛二上有幾乎所有適于居住的化學物質,如碳、氫、氧、氮。而磷和硫科學家也在進一步探索中。
這些結果表明土衛二是目前為止最接近找到的一個含有適合居住環境所需成分的地方,其可居住條件遙遙領先,雖然目前上沒有檢測到有活動的生命存在,但這些科學家都在進一步探索。
對于人類來說,這是前所未有的重大發現!是千百年來人類文明首次發現有生命存在的星球。這就意味著土衛二里也許有外星人或其他生命的存在,人類與外星人接觸也近在咫尺了。可憐的卡西尼號太空船也將于今年9月在土星墜毀,在這期間它將完成自己的最后使命。
小行星和彗星在散播生命
科學家認為,小行星和彗星是形成地球生命的關鍵,尤其是彗星,會把氨基酸組合成生命的基礎物質。科學家認為,根據目前對恒星形成的理解程度,其它太陽系可能正在發生這樣的事情。
彗星 67P
6、美國航空航天局:太陽系到處是有水
目前已經確認,太陽系的很多星球存在的冰海洋或水海洋,如冥王星(pluto)、木衛三(ganymede)、木衛四(callisto)、鬩神星(eris)、賽德娜(sedna)、土衛五(rhea)、海衛一(triton)、天衛四(Oberon)等等。
其中,2015年3月美國航空航天局(NASA)確認,木衛三的冰蓋下有一片咸水海洋。海衛一(triton)即海王星的第一顆衛星,它有氮和甲烷組成的大氣,其內部有一個液態水層,地下海洋中有可能存在生命。因此,美國航空航天局說,太陽系到處都是水。
很多太陽系中的星球存在的冰海洋或水海洋
7、太陽系外開普勒452b小行星——地球2.0
開普勒望遠鏡已經確認數顆太陽系外的行星和地球相似,其上面可能存在生命,而且計劃觀測幾千顆疑似類地行星。
7月23日,美國航空航天局宣布,開普勒望遠鏡發現迄今最類似地球的系外行星開普勒452b(Kepler 452b)。它位于1,400光年外的天鵝座(Cygnus),比地球大60%左右,1年有385天。
開普勒望遠鏡已經發現的類地行星
科學家表示,開普勒452b位于適居區,可能有地球上那樣的活躍火山運動、海洋和陽光,其溫度不太冷也不太熱,可以讓液態水存在,能夠支持生命。開普勒452b的恒星比太陽大4%、老15億年、亮10%。
8、KIC 8462852被“巨型物體群”環繞
美國知名雜志10月13日報導,科學家在北半球星空的兩個美麗星座天鵝座(Cygnus)和天琴座(Lyra)之間,發現奇怪恒星KIC 8462852。
這是一顆肉眼看不見的星體,自2009年天文學家使用開普勒太空望遠鏡(Kepler Space Telescope)對其觀測了四年時間后,經數據分析得知KIC 8462852被“巨型物體群”環繞。美國賓夕法尼亞州立大學(Penn State University)天文學家杰森·瑞特(Jason Wright)表示,雖然外星人總是最后一個備選的推論,但是根據那些數據,“讓人想到那是外星文明造成的。”
天鵝座(綠色所示)與天琴座(黃色所示)的位置
9、德雷克公式:人類在宇宙中基本不可能是孤獨的智能生命
目前,人們仍在使用一種地外文明計算方法——天文學家法蘭克·德雷克(Frank Drake)于1960年代提出的德雷克公式(Drake equation)N=R*(Fp)(Ne)(Fl)(Fi)(Fc)L,來推測“可能與我們接觸的銀河系內外星球高智文明的數量”。
其中N代表“銀河系內可能與我們通訊的文明數量”,R*為“銀河內恒星形成的速率”,Fp為“恒星有行星的可能性”,Ne為“位于合適生態范圍內的行星的平均數”,Fl代表“以上行星發展出生命的可能性”,Fi為“演化出高智生物的可能性”,Fc為“該高智生命能夠進行通訊的可能性”,L代表該高智文明的預期壽命。
開普勒望遠鏡計劃觀測的類地行星(約5000顆)
科學家現在根據開普勒望遠鏡的觀測數據,能粗略估算一個星系中的含有行星的恒星數量、宜居的行星所占比例,因此可以粗略的計算宇宙中存在智能生命的可能性。10月19日,羅切斯特大學(University of Rochester)的天文學家亞當·弗朗克(Adam Frank)和華盛頓大學(University of Washington) 的天文學家伍德魯夫·蘇里凡(Woodruff Sullivan)論述,只要宜居帶行星出現智能物種的可能性達到一兆兆分之一,根據德雷克公式即可推算,我們人類在宇宙中就不是唯一的智能生命。
10、至少100億星系可能存在生命
據科學家推測,在目前所觀測的1,000億星系范圍內,存在生命的星系數量巨大。即使在宇宙爆炸時產生高能伽瑪射線摧毀90%的星系中的生命,但是也會剩余10%,即100億星系可以產生和延續生命。
目前為止,天文學觀測到,似乎宇宙極少發生能殺死一些生命包括細菌微生物在內的長時(幾十秒)伽瑪射線爆發,所觀察到的伽瑪射線高能粒子束主要是一兩秒鐘內的短時噴發,相比之下,其噴射能量比長時的小100倍,僅在中子星或黑洞發生互溶時發生(spiral)。
局部太空中的星系
而這種伽瑪射線噴發不會絕對殺死所有微生物,因此不會造成所以星系成為不毛之地。美國沃甚伯恩大學的科學家布萊恩·托馬斯(Brian Thomas)說:“(伽瑪射線)完全清除生命?可能不會!”
伽瑪射線噴發不會絕對殺死所有微生物
以色列耶路撒冷希伯來大學(Hebrew University)的天體物理學家慈韋·彼蘭(Tsvi Piran) 也認為,在宇宙中至少存在細菌等生命,他說,“現在基本明確,細菌和其他形式的低級生命會在伽瑪射線噴發后生存下來。”
已經確認有生命的星球
都說地球只是茫茫太空中的一顆藍色沙石,但想要在宇宙中找到另一顆“同款”的藍色石頭是一件多么困難的事情啊!
根據外媒報道,科學家又發現了一枚極有希望存在生命的“放大版”地球。這一發現讓很多天文學者十分高興,因為憑借人類現有的天文觀測手段,或許能夠觀測到其表面生命產生的蛛絲馬跡。
這枚新發現的行星被命名為LHS 1140b,它能接遭到對比足夠的恒星光照,這是液態水存在的關鍵且必要的條件,而液態水恰是以地球生命為代表的碳基生物出現及存在的基本要素。
根據開普勒圖,LHS 1140b間隔太陽系大約39光年,目前已建造成功的位于中國的大型天文望遠鏡FAST以及其他望遠鏡陣列已經擁有足夠技術能力捕捉到其行星表面以及大氣層中各種分子的光譜以及射電數據。
英國劍橋大學專家阿莫里·特里奧說:“這次發現的星球與地球有這么多相似之處,想想能夠在距離太陽系如此之近的地方發現如此相像的星球,真是令人興奮。”
巡天集群早在14就已經注意到一些指向這顆行星的蛛絲馬跡,不過由于干擾的普遍存在,研究人員并沒有過于留意,直到其時在美國哈佛-史密森天體物理學中心工作的賈森·迪特曼開始從頭剖析數據,科學界才最終意外地確認了LHS 1140b。
據測算這顆行星是地球質量的七倍,簡易光譜觀測情況也讓科學家堅信這是一枚延時行星。在巖石行星上我們會比在氣態行星上有更大的概率尋找到類似我們的生命。
如今供職于美國麻省理工學院的迪特曼表示:“事實證明它一向躲在那里。”
為了進一步確認它的存在,科學家們聯合了四臺天文望遠鏡進行了集群觀測。
聯合觀測最終發現了那顆躲在昏暗的宇宙的一角的小恒星,以及默默環繞它的行星LHS 1140b。
LHS 1140b最大的長處,就是它離自己的恒星距離適中,這就意味著其溫度會十分適合,跟如今的地球差不多,科學家因此推測HS 1140b的外表也許存在液態水。
波多黎各大學阿雷西沃分校的數據庫顯現,科學家已觀測到20多個與地球有著很大相似度且有概率存在液態水的行星。不過多數行星距離地球實在是太過遙遠,現有技術不足以對其進行詳細觀測。
對于天文學家來說,對比別的星球,新發現的這顆從距離上將更利于進行觀測以及積累經驗。
兩座正在智利開工建造的巨型天文望遠鏡也將在投入使用后參與到對于LHS 1140b的詳細觀測,它們的任務將會是“捕捉”關于行星大氣中氧分子的痕跡。
而美國航空航天局將在2018年發射的詹姆斯韋伯望遠鏡也將具備相關光譜能力。
詹姆斯韋伯太空望遠鏡
與LHS 1140相似的還有一枚名為TRAPPIST-1的恒星,它有至少七枚行星。不過因為這顆恒星太過昏暗,在可預見的未來,人類的技術或許無法對其進行有效觀測,更不可能發現氧氣的蹤跡。
盡管39光年仍是一個不小的數字,但是相比于動輒成百萬千萬的距離,39光年起碼還給我們了一個盼頭,有了這個盼頭就會有前去探索的動力。