隨著每一顆新的系外行星被發(fā)現(xiàn)，同樣的問題也出現(xiàn)了：這個(gè)世界能否孕育生命？科學(xué)家們解決這個(gè)問題的第一個(gè)默認(rèn)方法是檢查這顆行星是否位于所謂的“可居住地帶”，也就是一顆行星能夠在其表面容納液態(tài)水恒星之間的距離。但是水本身并不能創(chuàng)造生命，所以在一篇新的論文中，一組科學(xué)家研究了另一個(gè)可居住性的方面：一顆行星是否接受足夠的紫外線輻射來創(chuàng)造生命的基石。英國劍橋大學(xué)的天體化學(xué)家Paul Rimme說：對任何系外行星系統(tǒng)最了解的是恒星，所以這似乎是一件很自然的事情。
博科園-科學(xué)科普：大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為生命始于核糖核酸(RNA)。就像DNA一樣，這個(gè)分子可以傳遞信息，但不像DNA，它還能幫助其他分子相互反應(yīng)，從而使RNA能夠自我復(fù)制。但是首先獲得RNA是很棘手的。麻省理工學(xué)院的行星科學(xué)家Sukrit Ranjan說：事實(shí)上這一壯舉非常棘手，近半個(gè)世紀(jì)以來，制造RNA的問題一直困擾著對生命起源感興趣的化學(xué)家。科學(xué)家們知道如何制造構(gòu)成RNA分子的三個(gè)組成部分中的每一個(gè)。在之前的研究中，化學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了如何將這些構(gòu)建塊組合成四種RNA中的兩種，方法是先專注于一種特殊的棘手的化學(xué)鍵。行星科學(xué)家們突然想到的是，這種機(jī)制需要紫外光才能起作用。
最新研究表明（左邊地球，右開普勒-452b）需要能接收到足夠的光線來支持生命，開普勒-452b是第一顆系外行星，科學(xué)家們認(rèn)為它接近地球大小，并在其恒星的宜居帶內(nèi)。圖片：NASA/Ames/JPL-Caltech
所以，比如化學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)中使用的是什么類型的光，以及這些裝置與恒星發(fā)出的光有多接近，研究人員觀察了這一機(jī)制在兩種不同的化學(xué)混合物上的工作，它們的作用是模仿一個(gè)盛產(chǎn)硫磺的年輕星球，并在一系列的紫外線條件下工作，這些實(shí)驗(yàn)讓他們計(jì)算出RNA形成所需的最小紫外光量。這是Rimmer第一次做正式的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究，很欣賞采用這種新方法，實(shí)驗(yàn)是在現(xiàn)實(shí)中立足的一種方式，這就像觀察，這是你能看到的東西。另一些人可能不太相信新實(shí)驗(yàn)：法國國家科學(xué)研究中心的天體生物學(xué)家弗朗西絲·韋斯特爾(Frances Westall)說：這更像是一個(gè)“有趣的思維實(shí)驗(yàn)”，特別擔(dān)心的是，研究小組使用的兩種最初的硫磺混合物中，有一種在類似地球的條件下并沒有產(chǎn)生RNA——而且，畢竟地球生命是以某種方式開始的。
化學(xué)家進(jìn)行的許多生命起源前化學(xué)實(shí)驗(yàn)中遇到的一個(gè)問題是，他們沒有考慮到早期地球是什么樣子，(化學(xué)家)使用虛假的概念僅僅是因?yàn)樗麄兛梢栽谀承┪锢砘瘜W(xué)條件下得到好的結(jié)果。一旦確定對紫外光的最低需求，就會對系外行星進(jìn)行仔細(xì)研究，選擇在分析中包括哪些星球。研究人員想要讓科學(xué)家們確信的行星是多巖石的，所以他們關(guān)注的是小于1.4地球半徑的行星?？茖W(xué)家們還希望，先前的研究表明，行星與太陽的距離合適，這樣就能在行星表面保持液態(tài)水。這些標(biāo)準(zhǔn)將研究的焦點(diǎn)縮小到12個(gè)系外行星上，其中包括我們所知的一些最具天體生物學(xué)意義的世界，如TRAPPIST-1e、f和g - Kepler-452b;和lh 1140 b。(該研究團(tuán)隊(duì)排除了另一個(gè)熱門的競爭者Proxima b，因?yàn)樘煳膶W(xué)家對這個(gè)星球的大小沒有足夠的精確測量。)
然后轉(zhuǎn)向紫外線輻射，計(jì)算這些行星今天從它們的恒星接收到多少光。這只留下了一個(gè)有力的競爭者，開普勒-452b，它于2015年被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)NASA宣稱它是“第一個(gè)接近地球大小的行星”，在“宜居帶”周圍環(huán)繞著一顆類似太陽的恒星。對尚未發(fā)現(xiàn)的行星進(jìn)行類似的計(jì)算，可以幫助科學(xué)家優(yōu)先考慮尋找生命的地方。考慮到對這些行星的大氣進(jìn)行必要的觀察是多么的昂貴，這可能會特別有幫助——一旦這種工作在技術(shù)上成為可能的話。這些措施將通過諸如拖延已久的詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡之類的儀器實(shí)現(xiàn)，要確保在尋找機(jī)會最好的地方。也就是說紫外線輻射計(jì)算并不是可居住性的最后一個(gè)詞。
分析忽略了兩個(gè)關(guān)鍵因素：太陽耀斑的影響，它會引起恒星釋放的紫外線輻射劇烈波動；恒星會隨著年齡的增長而發(fā)生變化，變得更平靜、更不活躍。第二個(gè)因素可能特別重要，這是因?yàn)槟壳?，天文學(xué)家找到能夠識別生命的系外行星的最佳方法是圍繞微小的、微弱的M矮星進(jìn)行搜索——它們目前產(chǎn)生的光比它們年輕時(shí)要少得多。這就意味著，雖然這些恒星目前可能并不具備形成RNA所需的條件，但它們可能在很久以前就已經(jīng)形成了。過去出現(xiàn)的生命仍然可能隱藏在圍繞這些恒星的行星表面。Rimmer已經(jīng)計(jì)劃在這項(xiàng)新研究的基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展：希望利用氙氣燈，這種燈能更緊密地模擬來自恒星的紫外線，為RNA的形成提供更好的估計(jì)。
博科園-科學(xué)科普｜Meghan Bartels/Space，參考期刊：Science Advances
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