自從人類(lèi)祖先抬起頭靜靜觀察星空時(shí),關(guān)于人類(lèi)到底是什么、宇宙是什么、我們?nèi)祟?lèi)從哪里來(lái)又到哪里去、宇宙中有沒(méi)有和人類(lèi)一樣的智慧文明等等這樣的終極問(wèn)題,便開(kāi)始在人類(lèi)的大腦中盤(pán)旋。而伴隨著人類(lèi)航空航天技術(shù)的發(fā)展,使得我們通過(guò)高科技來(lái)探尋地外生命及其特征成為可能。
然而,正是受限于以地球碳基生命以及地球的自然環(huán)境”“模板”的這種探尋方式,在一定程度上限制了我們發(fā)現(xiàn)地外生命的進(jìn)程。同時(shí),再加上我們能夠“清晰”地觀察類(lèi)地行星的技術(shù)水平還不高,我們的有效探索范圍一直被”壓縮“在宇宙中一個(gè)極小的區(qū)域,可以說(shuō)我們連太陽(yáng)系都還沒(méi)有突破。
即使是這樣,也沒(méi)有阻擋天文學(xué)家們對(duì)地外生命探尋的熱情。近年來(lái),有一些科學(xué)家們正在努力通過(guò)研究評(píng)估系外行星的大氣層,來(lái)擴(kuò)大人類(lèi)探知地外行星、進(jìn)行地外生命搜索的參數(shù),而這個(gè)方法,被人們形象地稱(chēng)為“西蘭花”。
天文學(xué)家們非常關(guān)注“西蘭花氣體”,主要原因就在于,地球上包括西蘭花、藻類(lèi)以及很多其他植物、微生物,擁有一項(xiàng)特殊的能力,那就是可以通過(guò)甲基化的過(guò)程,來(lái)將機(jī)體內(nèi)的毒素轉(zhuǎn)化為氣體排出體外,從而達(dá)到清除毒素、維持機(jī)體健康的目的。
在地球上,能夠進(jìn)行“甲基化”過(guò)程的植物、微生物是如此地廣泛,據(jù)此天文學(xué)家們判斷,在地球以外的其他星體上,如果有生命存在,大多數(shù)細(xì)胞都有排出有害物質(zhì)的機(jī)制,那么也極有可能也會(huì)產(chǎn)生“甲基化”這種活動(dòng)。
而一旦這種氣體被發(fā)現(xiàn)存在于系外行星的大氣中,那么通過(guò)我們目前的天文觀測(cè)手段(比如用詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡等)探測(cè)到。反過(guò)來(lái)推理,那么這種氣體,也就意味著有一定的幾率表明生命的存在。
從“甲基化”的化學(xué)過(guò)程看,有毒重金屬和其他有害物質(zhì),通過(guò)這種反應(yīng)被3個(gè)氫原子和1個(gè)碳原子轉(zhuǎn)化,最終形成甲基化氣體。這種進(jìn)程,在自然界比如火山噴發(fā)中,產(chǎn)生的幾率是非常小的,更多的是在生物體內(nèi)產(chǎn)生。因此,這更加堅(jiān)定了科學(xué)家們的研究方向和攻堅(jiān)信心。
從觀測(cè)的可行性看,甲基化氣體在光譜上主要出現(xiàn)在中紅外波段,而這恰好是詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡和其他一些大型天文望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)勢(shì)所在。當(dāng)一個(gè)擁有大氣層的行星,在通過(guò)所在恒星與天文望遠(yuǎn)鏡的連線區(qū)域時(shí),那么望遠(yuǎn)鏡就有可能探測(cè)到漂浮在行星周?chē)拇髿鈿怏w粒子,從而確認(rèn)甲基化氣體的存在。
從常見(jiàn)的甲基化氣體來(lái)看,最簡(jiǎn)單的就是甲烷,它通常來(lái)自生物體,即使生物體已經(jīng)死亡正在腐爛,也會(huì)產(chǎn)生這種氣體。不過(guò),與其他一些甲基化氣體相比,甲烷也更有可能是非生物反應(yīng)的副產(chǎn)品。像木星、土星這樣的氣態(tài)行星以及它們的一些衛(wèi)星上,現(xiàn)在已經(jīng)偵測(cè)到巨量甲烷氣體的存在,但截至目前我們?nèi)匀粵](méi)有發(fā)現(xiàn)生命存在的證據(jù)。
除了甲烷外,天文學(xué)家指出,溴甲烷 (CH3Br) 這種甲基氣體特別受到追捧,因?yàn)樗懿环€(wěn)定,不會(huì)在大氣中長(zhǎng)時(shí)間存在,因此一旦在行星上確認(rèn)這種氣體的存在,那么表明它必須是最近才被釋放出來(lái)的,如果是從生命體中產(chǎn)生,那么證明那個(gè)東西可能還活著。
天文學(xué)家將在不久的將來(lái),尋找另一種甲基化氣體-氯甲烷 (CH3Cl)。然而,甲基溴比甲基氯更容易被檢測(cè)到,而且最明顯的地方是在圍繞M 矮星運(yùn)行的行星的大氣層中。這些氣體的缺點(diǎn)是紫外線會(huì)分解水分子,而這些氣體會(huì)被剩余的物質(zhì)分解。幸好M-矮星發(fā)出的紫外線輻射沒(méi)有太陽(yáng)多,使得這種研究具有可行性。
在韋伯望遠(yuǎn)鏡或者其他天文望遠(yuǎn)鏡看到生物體排出的任何甲基化氣體痕跡之前,科學(xué)家們需要?jiǎng)澏軌蛴^測(cè)到、且擁有大氣層的類(lèi)地行星的范圍,然后需要長(zhǎng)期、持續(xù)性的觀測(cè),特別是需要觀測(cè)很多次的“行星凌日”。
在未來(lái)的某一天,在遙遠(yuǎn)的地外行星中,科學(xué)家們?nèi)绻娴陌l(fā)現(xiàn)了“西蘭花氣體”,那么就可能意味著,地球并不是唯一擁有生命的地方,而且我們或許已經(jīng)找到了證據(jù)。
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