生命需要陽光？這可能會改變尋找外星生命的方式

隨著每一顆新的系外行星被發現，同樣的問題也出現了：這個世界能否孕育生命？科學家們解決這個問題的第一個默認方法是檢查這顆行星是否位於所謂的「可居住地帶」，也就是一顆行星能夠在其表面容納液態水恆星之間的距離。但是水本身並不能創造生命，所以在一篇新的論文中，一組科學家研究了另一個可居住性的方面：一顆行星是否接受足夠的紫外線輻射來創造生命的基石。英國劍橋大學的天體化學家Paul Rimme說：對任何系外行星系統最了解的是恆星，所以這似乎是一件很自然的事情。

博科園-科學科普：大多數科學家認為生命始於核糖核酸(RNA)。就像DNA一樣，這個分子可以傳遞信息，但不像DNA，它還能幫助其他分子相互反應，從而使RNA能夠自我複製。但是首先獲得RNA是很棘手的。麻省理工學院的行星科學家Sukrit Ranjan說：事實上這一壯舉非常棘手，近半個世紀以來，製造RNA的問題一直困擾著對生命起源感興趣的化學家。科學家們知道如何製造構成RNA分子的三個組成部分中的每一個。在之前的研究中，化學家們還發現了如何將這些構建塊組合成四種RNA中的兩種，方法是先專註於一種特殊的棘手的化學鍵。行星科學家們突然想到的是，這種機制需要紫外光才能起作用。

最新研究表明（左邊地球，右開普勒-452b）需要能接收到足夠的光線來支持生命，開普勒-452b是第一顆系外行星，科學家們認為它接近地球大小，並在其恆星的宜居帶內。圖片：NASA/Ames/JPL-Caltech

所以，比如化學家們在實驗中使用的是什麼類型的光，以及這些裝置與恆星發出的光有多接近，研究人員觀察了這一機制在兩種不同的化學混合物上的工作，它們的作用是模仿一個盛產硫磺的年輕星球，並在一系列的紫外線條件下工作，這些實驗讓他們計算出RNA形成所需的最小紫外光量。這是Rimmer第一次做正式的化學實驗室研究，很欣賞採用這種新方法，實驗是在現實中立足的一種方式，這就像觀察，這是你能看到的東西。另一些人可能不太相信新實驗：法國國家科學研究中心的天體生物學家弗朗西絲·韋斯特爾(Frances Westall)說：這更像是一個「有趣的思維實驗」，特別擔心的是，研究小組使用的兩種最初的硫磺混合物中，有一種在類似地球的條件下並沒有產生RNA——而且，畢竟地球生命是以某種方式開始的。

化學家進行的許多生命起源前化學實驗中遇到的一個問題是，他們沒有考慮到早期地球是什麼樣子，(化學家)使用虛假的概念僅僅是因為他們可以在某些物理化學條件下得到好的結果。一旦確定對紫外光的最低需求，就會對系外行星進行仔細研究，選擇在分析中包括哪些星球。研究人員想要讓科學家們確信的行星是多岩石的，所以他們關注的是小於1.4地球半徑的行星。科學家們還希望，先前的研究表明，行星與太陽的距離合適，這樣就能在行星表面保持液態水。這些標準將研究的焦點縮小到12個系外行星上，其中包括我們所知的一些最具天體生物學意義的世界，如TRAPPIST-1e、f和g - Kepler-452b;和lh 1140 b。(該研究團隊排除了另一個熱門的競爭者Proxima b，因為天文學家對這個星球的大小沒有足夠的精確測量。)

然後轉向紫外線輻射，計算這些行星今天從它們的恆星接收到多少光。這隻留下了一個有力的競爭者，開普勒-452b，它於2015年被發現，當時NASA宣稱它是「第一個接近地球大小的行星」，在「宜居帶」周圍環繞著一顆類似太陽的恆星。對尚未發現的行星進行類似的計算，可以幫助科學家優先考慮尋找生命的地方。考慮到對這些行星的大氣進行必要的觀察是多麼的昂貴，這可能會特別有幫助——一旦這種工作在技術上成為可能的話。這些措施將通過諸如拖延已久的詹姆斯韋伯太空望遠鏡之類的儀器實現，要確保在尋找機會最好的地方。也就是說紫外線輻射計算並不是可居住性的最後一個詞。

分析忽略了兩個關鍵因素：太陽耀斑的影響，它會引起恆星釋放的紫外線輻射劇烈波動；恆星會隨著年齡的增長而發生變化，變得更平靜、更不活躍。第二個因素可能特別重要，這是因為目前，天文學家找到能夠識別生命的系外行星的最佳方法是圍繞微小的、微弱的M矮星進行搜索——它們目前產生的光比它們年輕時要少得多。這就意味著，雖然這些恆星目前可能並不具備形成RNA所需的條件，但它們可能在很久以前就已經形成了。過去出現的生命仍然可能隱藏在圍繞這些恆星的行星表面。Rimmer已經計劃在這項新研究的基礎上繼續發展：希望利用氙氣燈，這種燈能更緊密地模擬來自恆星的紫外線，為RNA的形成提供更好的估計。

博科園-科學科普｜Meghan Bartels/Space，參考期刊：Science Advances

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