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九江学院暴动有毒气体是否会限制先进的系外生命?
发布日期:2019-07-28

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<div><p>一项新的研究表明,许多系外行星--绕着遥远恒星运行的行星,平博体育,可能在它们的大气中含有过多的有毒气体。如果是这样,那将使复杂生命形式的进化变得更加困难。</p><div class="pgc-img"><img src="" img_width="800" img_height="308" alt="有毒气体是否会限制先进的系外生命?" inline="0"><p class="pgc-img-caption"></p></div><p>Trappist-1系统中已知的地球大小的7颗行星的想象图。其中三颗行星位于宜居地带,但我们还不知道这些行星的大气层中有什么样的气体。</p><p>宇宙中的生命有多普遍?我们仍然不知道答案,但持续的研究似乎表明,应该有许多行星(和卫星)能够支持某种形式的生物。但一项新的研究表明,进化程度更高、生命形式更复杂的世界的数量可能比一些人所希望的要少。</p><p>来自加州大学河滨分校(UCR)研究人员的同行评议的结果表明,许多行星的大气中可能积累了有毒气体,这将使更高级的生命难以进化。这些结果发表在2019年6月10日的“天体物理学杂志”上。</p><p>据加州大学洛杉矶分校的生物地球化学家蒂莫西·莱昂斯(Timothy Lyons)说:这是第一次考虑地球上生命的生理极限来预测宇宙其他地方复杂生命的分布。</p><p>这项研究对“宜居带”很有意义,“宜居带”是一颗恒星周围的区域,温度可以使液态水存在于一颗岩石行星的表面。在某些情况下,高浓度的有毒气体可能会缩小该区域的范围,甚至消除该区域。正如里昂所解释的:“想象一下,一个‘复杂生命的可居住区域’被定义为一个安全区,在这个区域里,像我们今天在地球上所发现的那样,支持丰富的生态系统是可行的。我们的结果表明,像我们这样的复杂生态系统不可能存在于传统上定义的宜居地带的大多数地区。”</p><div class="pgc-img"><img src="" img_width="800" img_height="468" alt="有毒气体是否会限制先进的系外生命?" inline="0"><p class="pgc-img-caption"></p></div><p>图中显示了5种类型恒星的可居住区域的距离。传统的宜居带的边界,以及恒星类型和一些已知的系外行星的例子。</p><p>研究人员使用计算机模型来研究各种行星条件下的大气气候和光化学。二氧化碳是最危险的气体之一。远离它们恒星的行星-包括地球-需要它来维持在零度以上的温度,因为它是一种巨大的温室气体。</p><p>但是对于那些离它们的恒星比地球更远的行星来说,这是一个陷阱。它们需要更多的二氧化碳来保持温度,但过多的二氧化碳对动物和人类等更高级的生命形式可能是致命的。正如这项研究的主要作者爱德华·施维特曼(Edward Schwieterman)所指出的:“要维持传统宜居带外缘的液态水,一颗行星所需的二氧化碳将是今天地球的数万倍。这远远超出了已知的对地球上人类和动物生命的毒性水平。”</p><p>对于更简单的动物生活来说,这样的二氧化碳水平可以将传统的宜居带缩小到一半左右。对于进化程度更高的动物或人类来说,可居住区域减少到不到三分之一。</p><div class="pgc-img"><img src="" img_width="800" img_height="450" alt="有毒气体是否会限制先进的系外生命?" inline="0"><p class="pgc-img-caption"></p></div><p>开普勒-186f的想象图,这是第一颗地球大小的系外行星被发现在其恒星的宜居带运行。这样的世界或许能够维持生命,但有毒气体可能会限制生命进化的程度。</p><p>另一种致命气体是一氧化碳。它在地球上并不多见,因为太阳在大气中产生了化学反应,破坏了它。但对于一些环绕红矮星(比太阳更小、更冷的恒星)运行的行星,强烈的紫外线辐射可能会在它们的大气中产生有毒水平的一氧化碳。施维特曼认为:“正如我们在地球上所知道的那样,这些地方肯定不是人类或动物生活的好地方。”</p><p>然而,研究人员早些时候注意到,微生物生活在这样的环境中可能会表现得很好。</p><p>那么,由于有毒气体等因素,我们如何才能确定哪些系外行星可能适合生命,哪些行星可能不适合生命呢?目前唯一能做到这一点的方法就是用望远镜远程研究它们的大气层。正如克里斯托弗·莱因哈德(Christopher Reinhard)所说:“我们的发现提供了一种方法来决定我们应该更详细地观察这些无数行星中的哪一个。我们可以识别出二氧化碳或一氧化碳含量过高,而不足以维持复杂生命的可居住行星。”</p><p>正如人们所预料的那样,最容易探测到的生命将是那些生活在行星表面并改变其大气层的生命,就像在地球上一样。如果一颗行星只在地表下存在生命(就像火星或像欧罗巴和土卫二这样的海洋卫星一样),那将很难找到,特别是从许多光年以外的地方寻找。如果有非常先进的生命,例如在一个发达或比人类更发达的文明中,它们可能会被它们的技术特征或对行星环境的其他影响所探测到。但是先进的生命需要有利的行星条件。</p><div class="pgc-img"><img src="" img_width="800" img_height="599" alt="有毒气体是否会限制先进的系外生命?" inline="0"><p class="pgc-img-caption"></p></div><p>在地球上,二氧化碳是植物生命所必需的,植物从空气中吸收二氧化碳,然后与水和光结合形成碳水化合物,平博体育,这一过程被称为光合作用。但是过多的二氧化碳对更复杂的生命形式是致命的。</p><p>这项新的研究有助于根据行星大气的毒性来限制哪种生命可能进化。它也提醒我们,我们自己的星球是多么宝贵,其中充满了许多令人难以置信的不同形式的生命。</p><p>虽然我们还不知道宇宙中的生命有多常见,但确定哪些行星的大气中含有丰富的有毒气体,将有助于缩小搜索范围,特别是寻找更复杂的生命类型,让人想起地球上的那些生命。</p></div>

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