最新發現！能像地球一樣發展生命的系外行星

科學家已經確定了太陽系外的一組行星，這些行星的化學條件可能與導致地球上的生命存在的相同條件。來自劍橋大學和醫學研究委員會分子生物學實驗室(MRC LMB)的研究人員發現，在像地球這樣的岩石行星上生存的機會與宿主恆星發出光的類型和強度有關。研究發表在《科學進展》上，提出發出足夠的紫外線光的恆星，可以像在地球上發展的那樣，以同樣的方式在軌道行星上啟動生命。在地球上，紫外光能產生一系列的化學反應，產生生命的基石。研究人員已經確定了一系列的行星，在這些行星上，來自它們主恆星的紫外光足以讓這些化學反應發生，而且它們位於可居住的範圍內，液態水可以存在於行星的表面。

博科園-科學科普：這項研究使我們能夠縮小尋找生命的最佳地點的範圍，這讓我們更接近解決宇宙中是否只有地球有生命的問題。這篇新論文是卡文迪什實驗室和MRC LMB之間正在進行的合作的結果，它將有機化學和系外行星研究結合在一起。它建立在約翰·薩瑟蘭教授(John Sutherland)的研究基礎之上。薩瑟蘭教授是目前這篇論文的合著者，他研究了地球生命的化學起源。MRC LMB實驗室的Sutherland教授的團隊提出，氰化物雖然是一種致命的毒藥，但實際上是地球上所有生命起源的原始湯的關鍵成分。在這個假設中，撞擊年輕地球的隕石中的碳與大氣中的氮相互作用，形成氰化氫。氰化氫以各種方式與其他元素髮生相互作用，並由來自太陽的紫外線提供動力。

概念圖描繪的一個行星系統。圖片：NASA/JPL-Caltech

這些相互作用產生的化學物質產生了RNA的構建塊，大多數生物學家認為，RNA是DNA的近親，是攜帶信息的第一個生命分子。在實驗室里，薩瑟蘭的團隊在紫外光下重現了這些化學反應，併產生了脂類、氨基酸和核苷酸的前體，這些都是活細胞的重要組成部分。第一個問題總是在使用什麼樣的光，而化學家們並沒有真正考慮過這種光，開始測量發出的光子的數量，然後意識到將這些光與不同恆星的光進行比較是一個簡單的下一步。進行了一系列實驗室實驗，以測量在紫外線照射下，水中的氰化氫和硫酸氫離子形成生命的速度。然後在沒有光線的情況下進行了同樣的實驗。有一種化學反應是在黑暗中發生的：它比光中的化學反應要慢，但它確實存在，知道光化學需要多少光才能戰勝暗化學。同樣的實驗在黑暗中進行，有氰化氫和硫化氫，產生了一種惰性化合物，不能用來形成生命的基石，而在燈光下進行的實驗確實產生了必要的基石。

然後研究人員將光化學與暗化學對比不同恆星的紫外光，繪製了在這些恆星周圍軌道上的行星所能獲得的紫外光數量，以確定在什麼地方可以激活化學反應。發現恆星周圍的溫度和我們的太陽一樣，會發出足夠的光，讓生命的基石在行星表面形成。另一方面，冷恆星沒有產生足夠的光來形成這些建築，除非它們有頻繁的強大的太陽耀斑來逐步推動化學前進。行星既能接收到足夠的光來激活化學反應，也能在它們的表面上有液態水，它們居住在研究人員所稱的「自然發生區」。在已知位於非生物發生區的系外行星中，有幾顆行星被開普勒望遠鏡探測到，其中包括開普勒452b，這顆行星被戲稱為地球的「表兄弟」，儘管用目前的技術探測還為時過早。新一代的望遠鏡，如美國宇航局的TESS和詹姆斯韋伯望遠鏡，有望能夠識別並描繪出更多位於非生物發生區內的行星。

當然，如果在其他行星上有生命存在，它的發展方式也有可能與在地球上完全不同。不確定生命有多偶然，但考慮到到目前為止只有一個例子，尋找最像地球一樣的星球是有意義的。在什麼是必要的和什麼是充分的之間有一個重要區別。構建塊是必要的，但可能還不夠：可以將它們混合數十億年，但什麼都不會發生，但你至少要看看有必要東西存在的地方。根據最近的估計，在可觀測的宇宙中有多達7億萬億個類地行星。知道有多少人已經或者可能已經為生活做好了準備，這讓我很著迷。為生命做好準備並不是一切，仍然不知道生命起源的可能性有多大，即使是在有利的環境下——如果真的不太可能，那麼我們可能是孤獨的，但如果不是，我們可能有同伴。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《Science Advances》｜研究/來自：劍橋大學，DOI: 10.1126/sciadv.aar3302

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