英國科學家提出系外生命存在的新前提:適量紫外光

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 04 日 11:23 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly

每當科學家又發現一顆系外行星,首先就要問:這裡能生活嗎?通常率先檢查該行星是否位於能維持地表液態水的「適居帶」。但劍橋大學團隊一篇新論文提出其他意見,認為生命發展機會應該與光的類型和強度有關。



生命始於核苷、氨基酸等最終組成 DNA 和 RNA 的前驅分子(precursor molecule),而這些分子只能在某些化學條件下形成,其中一種即紫外(UV)光,為一系列化學物質提供動力。

由劍橋大學分子生物學實驗室(MRC LMB)天體化學家 Paul Rimmer 領導的團隊,現在想弄清楚怎樣的溫度與紫外線組合為最佳化學條件,構想起源於論文共同作者 John Sutherland 在 2015 年提出的另篇研究。

John Sutherland 曾指出,當含碳隕石猛烈撞擊年輕行星時,會與大氣層中的氮相互作用產生氰化氫(hydrogen cyanide)分子,雖然是種劇毒物質,但同時也是原生湯(primordial soup)的關鍵成分。原生湯一詞由英國生化學家霍爾丹提出,描述地球原始海洋溫度極高,猶如充滿化學原料的滾燙原生湯,在閃電及太陽強烈輻射作用下發生化學反應,誕生世上第一個攜帶遺傳訊息的 RNA 分子。

研究人員於是搬來大桶做實驗,往裡面倒入水、氰化氫液體和亞硫酸氫鹽,再分別用紅外輻射與紫外光照射,發現氰化氫和亞硫酸氫鹽接受紅外輻射後傾向產生惰性化合物,而接受紫外光則產生脂質和蛋白質──構成生命本質的材料。

最後該小組得出結論,和太陽溫度差不多的恆星,以及比太陽再小一點的 K 型主序星(K Dwarf Stars,也就是橙矮星),是能帶來足夠紫外光的最低底限,再冷一點的恆星就無法帶來足夠光線產生化學反應;而紅矮星雖然壽命很長,但它們大部分以紅外輻射形式發光。

若根據這項新標準,不只半徑不超過地球半徑 1.4 倍、從主恆星接收到的紫外線量足以促使行星化學反應發生,還剛好位於能維持地表液態水的適居帶內,團隊最後留下一個符合條件的系外行星:Kepler-452b。

▲ Kepler-452b 想像圖。(Source:NASA

不過不是所有科學家都接受這次實驗結果。法國國家科學研究中心天體生物學家 Frances Westall 回覆《Space.com》表示,這篇論文更像「思想實驗」,團隊使用的兩種初始硫磺混合物中,有一種並沒有在類似地球的條件下產生 RNA;此外,該團隊使用了她認為過時的氣體配方來代表地球早期大氣層,也許這只是為了得到良好結果的虛假概念。

不管怎麼說,在我們有機會出走之前,大概不會知道誰的主張更正確。新論文發表在《Science Advances》期刊。

(首圖來源:NASA