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行星|实验表明外星环境能够承载生命

对于探寻外星生命 ， 我们或许应该扩充对“能承载生命的星球”的定义
行星|实验表明外星环境能够承载生命
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（图：艺术家笔下的系外岩态行星 - NASA/JPL-Caltech/R. Hurt）
一篇新发表的论文指出 ， 大肠杆菌与酵母菌等单细胞生物能够在许多系外岩态行星的大气中生存 。
作为人们寻找外星生命这一庞大工程的一部分 ， 我们需要知道承载生命的行星在我们望远镜的“眼中”究竟是什么样的：这些行星到底是否和我们有着相似的大气？且这些行星上的生命又将如何改变他们的大气？如果事实证明 ， 生命能够在我们许多已知的拥有大量氢气的行星上生存 ， 那么科学家们就有必要扩充他们对“能承载生命的行星”的定义 。
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（图：已知的宜居行星Gliese 832 c）
“这项研究应该引领、或者推动天文学家们对宜居行星更深入的研究 ， ”这篇论文的首席作者、麻省理工学院教授萨拉 西格尔在与Gizmodo(注：美国知名科技博客)来往邮件中指出 ， “即使我们有了越来越先进的望远镜 ， 我们现在发现的宜居行星数量还是微乎其微 ， 所以我们希望通过进一步的研究发现更多这样类似的行星 ， 更大的数量能够也能够使我们的研究有很多的「选择权」 。 ”
麻省理工学院的一个研究团队已经开始从大肠杆菌和啤酒酵母菌落上展开了他们的研究 ， 他们在四个分别装有不同气体种类和浓度的密封瓶子中开始培育微生物：第一个瓶子中装有普通空气 ， 第二个瓶子中装有浓度为100%的氢气 ， 第三个瓶子中装有浓度为100%的氦气 ， 第四个瓶子中装有浓度为20%的二氧化碳以及80%的氮气 。 根据这个团队在《自然天文学》杂志中发表的文章 ， 尽管这些微生物都能够在这四个瓶子中繁殖 ， 但是它们能够在装有空气的瓶子中更快的繁殖——比其他瓶子里的菌落快两倍的速度繁殖 。
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（图：大肠杆菌和啤酒酵母菌落研究示意图）
事实上 ， 微生物在无氧条件下生存这样的事实对我们来讲是再正常不过了——毕竟地球上有一群生物被我们称之为“厌氧生物” ， 它们普遍存在 ， 是一种不需要氧气生长的生物 。 许多微生物能够在地球上最恶劣的环境下生存 ， 比如在深海热泉的喷口附近 ， 这种热泉的温度可高达60至464°C ， 且位于有着极高的大气压的深海海底 。 而且 ， 研究人员解释道 ， 如果微生物能够在100%浓度的纯氢环境中生存 ， 就意味着他们也许能够在一些岩态行星的大气中生存 。
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（图：詹姆斯·韦伯太空望远镜）
尽管目前为止 ， 天文学家们还没有发现有着含有氢气大气的岩态行星 ， 但是相比之下 ， 对于那些含有二氧化碳和氮气等重气体元素大气的行星而言 ， 有着氢气大气的岩态行星更容易被发现、观测与研究 。 天文学家们也非常肯定他们能够通过更先进的望远镜 ， 判断系外行星的大气成分 ， 并找到这些拥有氢气大气的岩态行星（这些望远镜中就包括即将投入使用的詹姆斯·韦伯太空望远镜） 。 或许 ， 天文学家们也能够通过探测微生物所排放的气体 ， 找到这些在被氢气占据的行星上的生命迹象 。
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（图：早期地球环境假想图）
不过 ， 这些研究并不能确凿在这些行星上一定存在生命 ， 以及实验室中的结论也并不能保证与自然界所发生的一切完全一致： 这些自然界中的大肠杆菌与酵母菌早已在地球的氮氧大气中生存、进化 ， 且实验室中模拟的环境也并为与系外行星大气中的环境完全一致——现实中的行星大气应该因为行星表面的化学反应而包含着多种混合气体 。 只有那些相比地球更加寒冷、表面受到更大重力 ， 或者能够以某种方式填充大气中失去的氢气的系外行星 ， 才有可能维持它的纯氢大气 ， 而且我们很难讲这些意外的因素会对这些系外行星上可能存在的生命带来什么样的影响 。
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不过这项研究也为我们带来了希望 ， 因为这也意味着这些系外生命或许比地球上的生命更加多样 ， 如果确实如此 ， 那我们也许就能够通过未来更先进的望远镜找到他们 。
作者: Ryan F. Mandelbaum
FY: Wenky
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