地外生命可能很普遍!银河系内发现大量生命元素,这意味着什么

或许,生命在宇宙中非常普遍。既然构成生命的元素在宇宙中如此常见,它们之间结合为生命的概率怎么会低呢?

最近即将在《天体物理学报》增刊中发表的论文,有望回答困扰人类许久的问题:宇宙中到底有没有地外生命?

(图片说明:宇宙中是否存在其他生命?)

对于这个问题,人类是没有能力通过航天器前去其他星球一一直接观测的,所以只能借助各种各样的间接手段。通过判断其他天体上是否具备我们认为的孕育生命所需的必要条件,从而推测它们是否具备孕育生命的基础。所以,这个问题的答案,很大程度上还是要从我们地球上寻找。

生命是复杂的有机体,离不开各种各样的有机化合物。因此,有些科学家就是从这方面入手,通过寻找宇宙中的有机物来推测地外生命存在的可能。

在地球上,有机物的种类极其繁杂,正是有了这些多种多样的有机物相互结合,才形成了有机体创造了生命。然而,这些复杂的化合物到底从何而来,却在数十年的时间里始终让科学家们困惑不已。

(图片说明:系外行星假想图)

最近有研究表明,地球上最早的那些支持生命的有机物可能是在星际空间形成的。这就让人联想到了另一个问题:如果这些物质弥散在银河系的星际空间,那么它们是否会去太阳系以外的其他系统或者行星上呢?

英国利兹大学的天体物理学家John Ilee表示:“我们发现这些复杂有机分子的环境,和我们认为能够形成行星的位置以及时间点都非常遥远。我们想更加精确地了解这些分子有多少能够出现在行星出生的区域——原始行星盘中,以及它们存在的具体位置。”

所以,他带领着一支国际天体物理学家团队进行了这方面的研究,寻找着银河系中那些即将孕育出新的行星的系统,并且寻找其中的生命化学物质。

(图片说明:银河系)

说起来容易做起来难,隔着几十、几百光年,去判断某个系统中有哪些化学物质,确实是非常不容易的事情。所幸我们还有一个强大的工具——光谱。我们不需要跑过去用显微镜或者化学实验来鉴定那些分子,而是通过恒星的光芒穿透某种分子时所产生的光谱特征,就能够判断它们的存在。

这就对系统本身提出了要求:这些原始行星盘不仅要足够近,以便于科学家的观测,而且角度还要恰到好处,才能让恒星的光能够穿过原始行星盘之后抵达地球。换句话说,地球要位于这个行星盘所在的平面上。

(图片说明:阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列)

当然,宇宙这么大,满足这种条件的原始行星盘还是可以找到的。他们一共找到了5个合适的原始行星盘,并进行了观测。观测的设备,就是位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)。这是当今世界上最强大的望远镜之一,可以帮助科学家们寻找遥远宇宙中的有机物。

该团队进行了许多方面的研究,其中一项的重点是寻找两种有机物,分别是氰化氢和腈(其他氰化物)的比例。我们知道,氰化氢(溶于水就是氢氰酸)是一种恐怖的剧毒物质,毒性非常强。然而,这种可以杀死生物的化学物质,却被认为是生命的基础,因为它可以为生命化学提供碳和氮,这些都是生物体内必不可少的元素。

(图片说明:遥远的原始行星盘中也有大量的有机分子)

令人兴奋的是,他们的分析结果非常喜人。

从2018年开始,这项观测就开始了,研究团队收集到了超过100TB的数据,花了2年的时间进行分析,确定了这些系统中的确有大量的有机分子。不仅如此,它们普遍存在于预计形成小行星和彗星的区域,而地球上的有机分子就极有可能是通过这些小天体的撞击而获得的。

除此之外,他们还对三个大体积的有机分子——氰基乙炔(HC3N)、乙腈(C2H3CN)和环丙烯(c-C3H2)在五个原始行星盘中的分布进行了分析。通过绘制出来的密度和分布图,研究人员发现这些即将形成的系统和我们的太阳系非常类似。它们不仅集中在原始行星盘的内部(地球也属于太阳系内侧的行星),而且丰度也比此前的模型预测高了100倍。

(图片说明:不同的颜色代表不同的有机分子)

在另外的一项研究中,科学家还发现了两个名为HD 163296和MWC 480的恒星周围的原始行星盘存在速度上的小波动,这暗示着这两颗恒星周围都有比较大的气体巨星存在。这和太阳系也很类似,我们的太阳系中就存在着木星、土星这样的巨型行星,甚至被认为阻挡了大量的小天体,防止它们撞击地球,为地球生物的平稳演化提供了保障。

综合这次研究的成果,再考虑到银河系中存在着的大量岩石行星,以及太阳系内水资源的普遍性,让人意识到不论是太阳系还是地球,在宇宙中似乎真的没有想象中那么特殊,甚至和它们相比还有些逊色,同时也对地外生命的出现充满了期待和信心。

当然了,正如长得高也不一定就会打篮球一样,有了这些有机物也不代表它们一定能形成生命。想要孕育生命,还需要满足许多条件,比如合适的温度、像水这样的溶剂、能够抵御辐射的大气层以及磁场等等,都是非常必要的。

不过,当我们意识到这种有机物在银河系内可能很普遍时,就知道了虽然某个系统不一定有生命,但整个银河系孕育地外生命的概率远比我们想象的要高。或许在银河系的某个角落,有一颗行星上的有机物已经结合成了生命,等着我们去发现呢。

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