2019年,以色列發射了月球航天任務“創世紀號”。這項任務原本計劃在月球表面軟著陸,它被寄予厚望,因為一旦成功,它將成為第一架由私營機構資助的登陸月球的探測器,而以色列也會成為全球第四個有探測器在月球表面軟著陸的國家。
但不幸的是,就在準備登陸月球的幾分鐘前,探測器與地球失去了聯系,失控地撞向了月球。
原本這是一次令人遺憾的失敗,但隨后卻引發了一些額外的顧慮。因為探測器還攜帶了一批特殊的“乘客”,在這次撞擊事件中一起墜在了月球表面。
這些“乘客”能在接近絕對零度的條件下生存,能承受超過水的沸點的熱量。它們絲毫不在意太空的真空環境,對人類致命的輻射劑量對它們來說是“小菜一碟”。這些生物也被稱為緩步動物,還有一個更為人熟知的名字:水熊蟲。
由于水熊蟲超強的生存能力,它們的墜落引發了對月球表面污染的擔憂。一些科學家相信,這種生物一定有能力在撞擊事件中生存下來,而更多人都很好奇,想知道這些緩步動物面臨的情況究竟如何。(更多信息可見《落在月球的地表最強生物,會有怎樣的結局?》)
受到這一事件的啟發,一組科學家進行了實驗,讓這種微小的生物以子彈一樣飛快的速度受到撞擊。在一定程度上,這種動物確實可以存活。實驗也對它們在太空中生存的能力,以及其他星球上孕育生命的可能性提出了新的限制。研究已于近日發表在《天體生物學》。
研究人員希望以一種相對道德的方式進行實驗。他們給約20只水熊蟲喂食了苔蘚和水后,將這些小動物冷凍了48小時,使它們進入休眠,也就是一種被稱為“tun”的狀態。在這種狀態下,水熊蟲的新陳代謝降低到了正常活動的0.1%。
隨后,他們把兩到四只水熊蟲裝在一個空心尼龍子彈中,并用二級輕氣炮以不斷增加的速度射出,將子彈射向數米開外的一個沙質標靶中。二級輕氣炮是一種用于物理實驗的工具,它可以讓子彈達到相當高的初速度。
在實驗中,科學家發現這種生物能夠承受每秒825米的撞擊,在瞬間沖擊壓高達1.01 GPa的情況下存活;但當速度達到每秒901米(瞬間沖擊壓達1.14 GPa)時,它們便無法幸免于難,會在事故中變成一團漿糊。
科學家認為,這一結果基本可以幫我們確認,“創世紀號”上的緩步動物應該不太可能存活。盡管著陸器被認為是以每秒幾百米的速度墜毀的,但它的金屬框架撞擊地面時產生的沖擊壓應該遠高于1.14 GPa。
這項研究同樣對“泛種論”(panspermia)提出了新的限制。這一理論認為,一些生命形式可能在不同星球之間轉移,在行星或者衛星遭受撞擊后,碎片殘骸連同“生命偷渡者”飛濺到太空,并最終抵達新世界,從而使生命在宇宙中傳播。
但一些科學家認為,這項研究很好地說明了,復雜的多細胞動物并沒有那么容易被轉移。換句話說,對動物來說,地球就像是一座生物地理的孤島,動物就是島上不會飛的鳥,被困在這里了。
但也有人表示,泛種論確實“很難實現”,但并非完全不可能。隕石撞擊地球的速度通常會超過每秒11千米。在火星上,它們至少能以每秒8千米的速度撞擊。這些速度確實遠高于緩步動物能夠生存的門檻。
不過,隕石的某些部分在撞擊時可能會經歷較低的沖擊壓,水熊蟲或許存在“一線生機”。此外,根據先前的研究,與水熊蟲相比,一些微生物能夠承受更高強度的沖擊,甚至有機會在每秒5千米的撞擊中生存下來。
#創作團隊:
編譯:毛尖尖
封面設計:岳岳
#參考來源:
https://www.sciencemag.org/news/2021/05/hardy-water-bears-survive-bullet-impacts-point
https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ast.2020.2405
#圖片來源:
封面素材:Rebekah Smith via Flickr under Public Domain