外星大氣中存在硫元素能否證明有生命存在呢?

2020-12-08 話說天文
藝術cha'hua外星生命

根據我們已有的知識,所有的生命都由有機物組成,而有機物最核心的元素是碳、氫、氧三種元素。科學家在搜索地外生命時,往往是利用光譜分析法分析一個星球是否存在水以及有機物。

那麼硫元素是否能暗示生命的存在呢?

在地球對於生命來說,硫是極其重要的元素,它經常出現在植物和細菌的排放物中,它也被發現在幾種胺基酸(構成蛋白質這一象徵生命的物質的零件)和酶中。科學家以此認為在其他行星,在沒有生命參與的情況下硫主要以硫酸或硫單質的形式存在,並以此作為生命跡象的判據之一。

圖片來源:網際網路

就在最近,這個觀點被證明是錯誤的。

根據美國約翰霍普金斯大學地球與行星科學學院的科學家何超的最新研究,假如一顆行星的大氣中有僅僅不到2%的硫元素都能大大促進有機粒子的形成。

圖片來源:網際網路

他和他的科研小組採用了對比實驗法設置了兩組實驗,實驗在一個特殊設計的「行星雲霧室」內進行。兩組實驗中都在雲霧室中充入二氧化碳、二氧化碳、氮氣、氫氣、水蒸氣和氦氣這些行星大氣中常見的氣體,在其中一組中加入1.6%的硫,而另一組不加。

實驗中將兩組實驗的氣體都分別暴露在由交變電流作輝光放電時放出的等離子體流中和紫外線中,分別模擬行星上在閃電天氣和接受來自恆星的紫外輻射中的光化學反應的環境。

閃電天氣和來自恆星的紫外線輻射

結果在有放入硫的實驗中,他們得到了三倍多於另一組的化合物,而這些化合物大部分是有機物而不是硫酸或單質硫。這個發現顛覆了之前科學家認為的硫在地外行星的主要存在形式是無機化合物或單質的觀點。

通過這個實驗我們了解到,就算沒有生命的參與,這些含硫的有機物一樣是可以僅僅依靠大氣的變化和恆星的光照通過化學反應得到的,就連一個小小的實驗室都可以將他們製備出來。

何超先生由此叮囑道,在未來的外星生命探測中,在分析光譜時如果觀察到行星大氣中含有這些含硫有機物時,請不要意外,因為行星利用自身的氣候創造出這些有機物也是很正常的現象。

看來外星生命的探測任務仍然艱巨,在尋找時一定要明確一個跡象是不是只有生命能夠造成,只有確定了這一點我們才能終於喊出那句:

「我們找到了!在宇宙中我們不是孤獨的!」

輔助資料:光譜分析法

光譜分析法

由於分子在受到外界幹擾時,它自身可能出現扭轉,構成它的原子平衡位置會發生振動,電子也有可能出現躍遷,從而會發出特定頻率的光形成光譜。科學家利用天文望遠鏡接收來自地外行星的光,將這些光分光之後就可以調查其中的光譜,將這些光譜與在地球做實驗時得到的一些物質的光譜進行核對就能確定該行星存在相應的物質。

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