要了解遙遠(yuǎn)行星（即圍繞不同恒星運(yùn)行的其他太陽(yáng)系中的行星）上可能存在生命的可能性，一種方法是研究行星的大氣層。望遠(yuǎn)鏡圖像通常會(huì)捕捉到可能表明存在生命和宜居行星的氣體痕跡。但科羅拉多大學(xué)博爾德分校研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究的結(jié)果挑戰(zhàn)了這一想法：科學(xué)家在沒(méi)有生物存在的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造了一種通常被視為生命指標(biāo)的氣體。
這篇論文今天發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上，它發(fā)現(xiàn)一種通常被科學(xué)家視為生命跡象的分子，即所謂的生物特征，可能并不像以前認(rèn)為的那樣具有生命跡象。研究人員利用許多行星大氣中的光和氣體，在反應(yīng)室中制造出二甲基硫醚，這是一種通常由海洋微生物制成的有機(jī)硫化合物。
研究人員表示，在實(shí)驗(yàn)室中制造二甲基硫醚令人興奮，但他們的發(fā)現(xiàn)顛覆了之前的研究。這項(xiàng)工作由科羅拉多大學(xué)博爾德分校環(huán)境科學(xué)合作研究所 (CIRES) 客座研究員 Nate Reed 和 CIRES 研究員兼化學(xué)副教授 Ellie Browne 領(lǐng)導(dǎo)。
“我們制造的硫分子被認(rèn)為是生命的指標(biāo)，因?yàn)樗鼈兪怯傻厍蛏系纳a(chǎn)生的，”布朗說(shuō)?！暗覀兪窃跊](méi)有生命的實(shí)驗(yàn)室中制造它們的——所以它可能不是生命的跡象，但可能是某種適合生命生存的跡象。”研究作者認(rèn)為，有機(jī)硫化合物可能不是可靠的生物標(biāo)記，但可以作為代謝潛力的標(biāo)記。
尋找生命
美國(guó)宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡于 2009 年發(fā)射。它的一項(xiàng)任務(wù)是拍攝系外行星（太陽(yáng)系外的行星）的圖像，以了解不同的大氣層。該衛(wèi)星的任務(wù)之一是詢(xún)問(wèn)：這些行星是否支持生命？
這項(xiàng)新研究著眼于當(dāng)氣體與光發(fā)生反應(yīng)并形成“有機(jī)霧霾和相關(guān)氣體”時(shí)行星大氣中會(huì)發(fā)生什么情況，這些氣溶膠顆粒是通過(guò)大氣化學(xué)形成的。作者重點(diǎn)研究了含硫的有機(jī)分子，包括二甲基硫醚，它們是地球上生物體的二次代謝產(chǎn)物。
“我們?cè)谶@篇論文中看到的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)是二甲基硫醚，”里德說(shuō)?！斑@個(gè)發(fā)現(xiàn)很令人興奮，因?yàn)樗呀?jīng)在系外行星大氣中被測(cè)量過(guò)，并且它之前被認(rèn)為是地球上存在生命的跡象?！?/span>
為了在實(shí)驗(yàn)室中重現(xiàn)行星大氣，里德和布朗與包括 CIRES 副主任瑪吉·托爾伯特在內(nèi)的合著者一起模擬了光與氣體發(fā)生反應(yīng)的大氣。在這項(xiàng)新研究中，他們利用紫外線(xiàn)將甲烷和硫化氫分子轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)，從而產(chǎn)生有機(jī)硫氣體——詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡看到的生物特征。
里德指出，盡管這些發(fā)現(xiàn)令人興奮，但它們僅限于一種大氣?！按髿夥N類(lèi)繁多，我們只研究了其中一種大氣的細(xì)微差別——你不可能在實(shí)驗(yàn)室里研究所有大氣，”他說(shuō)。
展望未來(lái)，研究人員希望他們的研究能激發(fā)更多基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室研究，研究基本化學(xué)反應(yīng)，尤其是硫磺反應(yīng)。硫磺很難處理——它粘稠、有異味且有毒。但不研究硫磺反應(yīng)會(huì)阻礙科學(xué)家充分理解這些發(fā)現(xiàn)對(duì)生物特征的意義。
“當(dāng)我們尋找這些生物特征時(shí)，我們傾向于夸大'我們檢測(cè)到了生命跡象’，”布朗說(shuō)。“大氣非常善于制造大量不同的分子，我們發(fā)現(xiàn)，雖然它可以在實(shí)驗(yàn)室中制造，但并不意味著它不是生命來(lái)源。”
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