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太阳系的生物宜居带 生命是否起源于超级喜热微生物?

时间:2022-12-05 11:15:07

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太阳系的生物宜居带 生命是否起源于超级喜热微生物?

太阳系的生物宜居带,生命是否起源于超级喜热微生物?人们常问:我们不仅在地球表面有生命,而且在温暖的地壳下和冰冷的冰山顶上也有生命。地球外有生命吗?科学家认为答案应该是肯定的。他们称地球以外的生物为“生命的栖息地”,并认为生命的栖息地只能在类似地球的行星和相应的卫星上找到,如太阳系中的火星、木星、木卫二、土卫二和土卫六。

“宜居区”一词最早出现在1959年,1992年,宾夕法尼亚州的詹姆斯·凯斯廷详细阐述了这一点:居住区是恒星周围的空间区域,而居住区的行星表面有液态水,只能存在于“太阳恒星”周围的行星上。在我们的太阳系中,居住区位于金星和火星之间。既不太热也不太冷。这是“黄金轨道”区域。离金星较近的行星太热、太干,距离也不远。像海王星这样的行星太冷,无法生存。

居住区的位置取决于有行星系统的恒星的大小和温度,通常在恒星之外。星星越热,居住区越远越宽。居住区也取决于地球的大气层。如果一颗行星被大量的温室气体(如二氧化碳)所包围,那么这颗行星就可以与恒星保持一定距离。此外,希望恒星周围会有气体或尘埃盘,否则就没有形成行星的“原材料”。在行星形成之后,它还需要一个长期稳定的气候和适当比例的化学成分,以及一个磁场来保护它免受来自其他行星的致命高能粒子攻击。对于地球大小的行星,维持生命可能还需要一个巨大的行星作为一个“引力真空吸尘器”,为地球大小的行星扫清道路,以避免宇宙的影响,如1994年的苏美克列维对木星的影响。

为了生命的起源和生存,必须在地质时间尺度上保持连续的可居住性。因此,天文学家只选择低质量的主序星作为可居住行星。这样的恒星就像太阳,所以诺亚的生命之舟应该在“太阳”恒星周围搜寻。在太阳系之外已经发现了130多颗行星,但不幸的是,除了地球之外,还没有发现任何一颗肩膀活着的行星。据估计,银河系中有150万颗恒星,周围有行星系统,这些恒星并非一成不变。由于进化,恒星会老化。随着恒星年龄的增长,它们的亮度将增加,这将把居住区向外推。

在极端的情况下,整个居住区可以被移到它的位置之外,导致地球上所有生命的不幸,已经形成了居住区!幸运的是,在大多数恒星的生命周期中,恒星的老化对居住区几乎没有影响,即使恒星的内外边缘随其亮度变化,也不会影响居住区的存在。人类的知识与时俱进,科学家的思维也与时俱进。20世纪下半叶,宇宙生命的研究有了一系列的发现,挑战了传统观念,使科学家对居住区的认识有了飞跃。十年前,科学家们在海底发现了被认为无法生存的微生物,包括外来的螃蟹、蛤和外来的管胞,以及细菌的迁移。这些是一些超嗜热微生物。

生活在117摄氏度海底火山口附近的热液或热液中,这取决于火山口发出的鳞状发光。它们能承受极高的压力和腐蚀性酸,并能承受高剂量的辐射。除了海底的外来有机物外,在温暖的地壳下和几米深的冷冰山顶部还发现了包括超嗜热微生物在内的各种原始生物。与氧气呼吸生物不同,超嗜热微生物不需要有机分子或阳光来获取能量,而是通过暂时的新陈代谢。地球上所有的生物都有核糖核酸的细胞分子。每个核糖核酸有一个独特的化学序列,两个相似的核糖核酸有相似的核糖核酸序列。

因此,根据大量具有代表性的生物体,科学家们可以在地球上制造出人们熟悉的“生命之树”。令人惊讶的是,生命之树的“根”和最低的“枝”被超嗜热微生物占据。这给了科学家一个启示:生命可能起源于超嗜热微生物,在恶劣的生活条件下,坚韧的生物体可以生存。因此,在有液态水的传统聚居地之外,生命也可以维持下去;如果一个巨大的行星有大量的热量,它就不需要靠近太阳,而且它有足够的能量在没有光的表面维持生物量。

即使上面的一切都可用,在适当的轨道上发现地球大小的行星也需要仔细考虑新世界的栖息地。因此,在寻找太阳系外的新行星时,有必要研究已经被发现的诺亚生命方舟。预计发现新行星的任务将在10-25年内基本结束。由于太阳系外行星之间的距离以及地面望远镜无法看到1米大小的物体,第二项任务落在了空间科学家的头上。太空科学家正准备发射大型太空望远镜,包括欧洲航天局的达尔文和美国宇航局的地球行星探测器(简称T=PF)。

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