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紫外线可能是宇宙其他地方生命的关键

发布时间:2018-05-15 点击量:13

这位艺术家的印象显示了一颗行星表面可能会出现一颗红矮星的轨道。这个星球位于可居住的地带,因此存在液态水。然而,来自恒星的低水平紫外线辐射阻止或严重阻碍了人们认为生命所需的化学过程。这会导致这个星球缺乏生命。 M. Weiss / CfA

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麻省剑桥的哈佛 - 史密松天体物理中心(CfA)的Sukrit Ranjan及其同事的一项新研究表明,红矮星可能不会发出足够的紫外光来启动我们这个星球最熟悉的生物过程。例如,某些水平的紫外线可能是形成核糖核酸所必需的,核糖核酸是所有形式的已知生命所必需的分子。

Ranjan说:“这就像是有一堆木柴和火种,想点燃火焰,但没有火柴。 “我们的研究表明,适量的紫外线可能是获得生命的一种匹配,因为我们知道它会点燃。”

这项研究的重点是红矮星的研究,它比太阳还小,质量也不如太阳,还有那些绕行它们的行星。最近,在包括Proxima Centauri,TRAPPIST-1和LHS 1140在内的红矮星周围发现了几个具有潜在可居住地带的行星系统,其中可能存在液态水。

作者使用计算机模型和红矮星的已知属性估计,在红矮星周围的潜在可居住区中,岩石行星表面的紫外光的寿命可能少于对生命出现至关重要的紫外光的100至1,000倍年轻的地球会有。取决于紫外线的化学物质可能会在如此低的水平下关闭,即使它继续存在,它的运行速度可能会比年轻的地球慢得多,可能会延迟生命的来临。

哈佛大学工程与应用科学学院的合作者罗宾华兹华斯说:“这可能是寻找甜蜜点的问题。 “需要有足够的紫外线来触发生命的形成,但不是太多,它会侵蚀和消除地球的大气。”

先前的研究表明,诸如TRAPPIST-1之类的系统中的红矮星可能会在紫外线中引发剧烈的耀斑。如果火炬传递太多能量,它们可能会严重破坏大气层并危害周围行星的生命。另一方面,这些紫外光会提供足够的能量来补偿由恒星稳定产生的较低水平的紫外线。

“在实验室和其他地方,我们仍然有许多工作要做,以确定包括紫外线在内的因素如何影响生命问题,”共同作者,CfA的Dimitar Sasselov说。 “另外,我们需要确定生命是否可以在比我们在地球上经历的紫外线水平低得多的地方形成。”

对探测这些问题有着浓厚的兴趣,因为红矮星提供了一些最引人注目的候选物,用于探测具有生命的假定行星,包括上面提到的那些行星。随着詹姆斯韦伯太空望远镜和巨型麦哲伦望远镜等望远镜在未来几年内上网,科学家需要尽可能多的信息来挑选出我们太阳系以外寻找生命的最佳目标。

这些研究的一个局限性是,我们只知道一个例子,即生命在地球上,地球上形成,甚至在这里我们也不确定生命如何出现。如果在红矮星的星球上发现生命,它可能意味着通往生命起源的途径,这与我们认为可能在地球上发挥的非常不同。

这些结果发表在2017年7月10日的“天体物理学杂志”上。

PDF研究副本:行星上的表面紫外环境轨道M-矮星:对益生元化学的影响和实验后续需求

资料来源:哈佛 - 史密森天体物理中心