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回顧:太陽系發現新生命星球,科學家發現!

2024-08-13科學

回顧:太陽系發現新生命星球,科學家發現!

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2021 年 5 月 15 日,中國探測器 "天文一號 "確認已在火星表面著陸。1962 年,約翰-堅尼地發表了著名的 "登月演講",宣布人類將踏上新的太空之旅。

方位:天文一號是中國空間技術研究院(CAST)研制的航天器,負責執行中國首次火星自主探測任務。它於 2020 年 7 月 23 日發射升空,並成功進入預定軌域。2021 年 2 月,它到達火星附近並進行了攔截。目前,它已成功登陸火星。

2010 年,時任美國總統巴拉克-奧巴馬發表了 "火星講話","為美國太空努力的下一個篇章確定了明確而果斷的目標",開啟了人類太空探索的新時代:登陸火星。

中國是繼美國和俄羅斯之後第三個將著陸器成功登陸紅色火星的國家。對人類而言,火星探測既是對宇宙知識和行星演化認識的延伸,也是對生物或適合生命存在的區域的探索,這也是人類的一大需求。

關於火星的基本事實

火星距離太陽比地球遠,質素也不同。地球上的一天比火星上的一天短 40 分鐘,而火星上的一年相當於地球上的兩年。科學家們一直在努力了解不同天體是如何前進演化的。

當 "天宮一號 "著陸器於6月7日發回著陸區的高分辨率影像時,它清晰地顯示了火星的表面。整個火星南半球以山地為主,山谷高低不平,而北半球則不一樣,表面是柔和的深藍色,這種 "南北對立 "導致了火星環境的完全不同。

由於火星大氣稀薄,對太陽能的吸收能力較低,火星表面的平均溫度為零下 63 攝氏度。在這樣的溫度下,二氧化碳不可能以我們所知的氣態形式存在,而會凍結成幹冰保存在火星表面,更不用說液態水了。顯然,火星上的這種環境目前不適合生命存在。

註:火星呈橘紅色是因為其表面覆蓋著赤鐵礦(氧化鐵)。火星的直徑約為地球的一半,自轉軸的傾角和自轉周期與地球相似,但自轉周期是地球的兩倍。火星的最大亮度為-0.9 等,但通常比木星更暗。火星的亮度可達-2.9 等,但通常比木星亮。

然而,科學家們說,追溯到過去 30 億年,火星上發生過冰川和火山活動,即所謂的亞馬遜時代和西部時代。

至於過去的火星,甚至出現過火山巖漿運動和海洋潮汐,但這可能與地球上造成恐龍滅絕的隕石破壞類似,巨大的撞擊造成了火星地形和大氣層的變化,使火星逐漸變成了今天的樣子。

毫無疑問,火星可能曾經適合生命存在,而這正是我們在科學研究中最感興趣的,因為地球也有一段失落的歷史,火星向我們展示了這一點。

電影【火星救援】中探索火星生命的計劃

上個世紀,"火星人 "一詞成為謠言的主題,世界上許多人都相信火星上一定有外星人。

線索:勇氣號探測器拍攝了一系列神秘的火星照片。其中一張照片顯示,在一塊巖石上有一個 "人影",看起來非常像一個幾乎赤身裸體的女人站在懸崖邊上,伸出雙臂。但到目前為止,研究還沒有發現火星人的蹤跡。

最後,1975 年 8 月 20 日和 9 月 9 日,美國發射了 "海盜 1 號 "和 "海盜 2 號 "探測器,其主要任務是探測火星上是否存在生命。1976 年,探測器終於在火星表面輕輕著陸。

盡管 "海盜 "號探測器已經進行了多次與探測火星生命有關的實驗,如直接探測火星土壤中的碳含量和三組培養實驗,但遺憾的是,第一次實驗顯示碳含量非常低,第二次實驗是向土壤中添加氣體和營養液,結果沒有發現微生物或有機物。

此後,人們探索火星的熱情和願望逐漸減弱。直到 2013 年 6 月 15 日,"好奇號 "漫遊車在火星上發現了甲烷的存在。

方向:好奇號於 2011 年 11 月發射,2012 年 8 月在火星表面著陸。它是世界上第一個探索火星生命元素的核動力漫遊車。它總投資 26 億美元,是 2012 年以來最昂貴的火星探測專案。

由於甲烷本身的特殊元素特性,它不可能在大氣中停留很長時間,因此可以推斷,任何新發現的甲烷一定是新產生的。

但是,地質活動也會產生甲烷,因此發現甲烷並不能作為火星上存在生命的直接證據,而應繼續跟蹤地表或地下是否仍有甲烷產生。

也許有一天,人類的科技水平提高了,就有可能進入火星,發現所有的生命。

金星上發現的磷--生命的證據?

科學家們透過望遠鏡觀察金星,分析其光譜,探測到大氣中存在甘胺酸。由於甘胺酸是胺基酸的遺傳密碼之一,這些科學家一度認為金星上存在胺基酸,這意味著那裏有生命存在的證據。

備註:金星是一顆類地行星,在四顆類地行星中,它的大氣層密度最大,96%以上都是二氧化碳。它的平均表面溫度為 735 K(462 °C),是太陽系中最熱的行星,比離太陽最近的水星還要熱。

直到 2020 年 9 月 14 日,人們才發現了一個新的選擇。當時,【自然-天文學】雜誌發表了一篇題為【金星雲層中的磷化氫氣體】的論文,結果表明,金星上存在大量磷化氫氣體,這無疑表明金星大氣中存在與生命起源有關的元素。

這種氣體被認為是潛在生命的標誌,因為根據定義,任何元素磷都必須被氧化,而氣態磷超出了自然化學反應的範圍,除非有生物產生這種氣體,否則無法解釋金星大氣層和地層中自發出現的氣態磷。

說明:磷化氫是一種劇毒氣體,在人體內吸收較快,主要透過呼吸道吸入中毒。如果空氣中的濃度達到 1390 毫克/立方米,很快就會導致死亡。攝入磷化鈣、磷化鋁和磷化鋅會導致其水解為磷化氫,並透過消化道吸收。

這是一項顯示金星上存在生物訊號的研究,雖然不能肯定地說這就是金星上存在生命的證據,但像這樣的生物訊號是探測行星和其他天體上是否存在生命的一個很好的方法,因為在這些行星和天體上會傳播這樣的生物訊號。

一般來說,這些生物特征表現為化合物、同位素、分子等,在沒有生命的情況下,這些東西是極不可能存在的,而這些東西存在的結果表明,在金星或其他發現了這些類別生物特征的天體或行星上,現在或過去的某個時候存在著生命。

不過,應該指出的是,人類目前的科學知識還不全面,磷氣體也可能來自我們尚未發現的其他來源,也就是說,除了我們假設的 "生命 "之外,還有其他可能產生這些氣體的方式。

研究金星的人的故事

回顧歷史,美國和蘇聯科學家在 20 世紀 70 年代發射了水手二號、金星九號、十號、十三號和十四號探測器,研究金星的環境結構和生命跡象。

但是,由於金星表面的環境過於惡劣,溫度非常高,硫酸雨腐蝕性極強,這樣極端的環境使得很多探測器即使安全著陸也無法執行,所以人類對金星的了解非常有限。發現它的難度太大,人類研究它的途徑也在逐漸減少,到目前為止,我們只知道金星表面的大氣成分、大氣壓力數據、溫度數據等。

提示:陸地上也會出現酸性硫雨,原因是空氣汙染,工業排放到空氣中的大量氣體具有酸性、腐蝕性、腐蝕作用,腐蝕程度取決於雨中的酸含量。

盡管後來俄羅斯人對 1975 年至 1982 年期間拍攝的金星表面影像進行了處理,並顯示出具有穩定結構的緩慢移動物體,但也有人解釋說,這些移動物體是航天器鏡頭前的遮擋物。

如果我們假設這些移動物體是金星上的 "生命形式",那麽這些 "生命形式 "就是可以從表面環境結構中區分出來的各種形狀和大小的生物體。

更令人稱奇的是,這些 "生命體 "並不是在探測器被發現後立即被照相機拍攝到的,而是在探測器執行了一段時間後才被拍攝到的。這表明,如果這些確實是 "生命體",那麽它們是被金星表面的土壤掩埋的。

煉獄中的環境--金星真的適合生存嗎?

金星的大氣層非常獨特,除了含水量約為 20% 的硫酸雲之外,大氣層的中下部還有二氧化碳和水蒸氣。雲層中含有一種紫外線吸收物質,可以吸收太陽近一半的能量,這種物質所在的區域可能是生命的 "源頭"。

教學提示:金星被高反射、不透明的硫酸雲所覆蓋,阻止了太空中的可見光到達金星表面。過去可能有海洋,但隨著溫室效應導致的氣溫升高,海洋已經全部蒸發。

俄羅斯的另一項研究表明,金星在最初的 20 億年裏受到微弱太陽輻射的影響,而在此期間,金星本應處於宜居帶。

換句話說,當時金星上可能還有液態水,鑒於 "金星生命 "的可能性,很有可能當時金星表面存在某種形式的生命,但維持液態水的條件消失了,導致原始生命消亡。

還有一種可能是,在地球這樣生態優美的環境中,可以誕生能夠承受惡劣環境的強大生命,那麽,在條件本來就非常惡劣的金星上,有沒有可能誕生不需要水、不需要適宜溫度、不需要碳基生物的生命呢?

課程大綱:碳基生物是以碳作為有機物基礎的生物。在構成碳基生物的胺基酸中,連線胺基和羧基的是碳,這就是它們被稱為碳基生物的原因。地球上所有已知的生物都是碳基生物。

金星有濃密的大氣層,形成了獨特的生態系,人類無法接受,但其他未知生命形式或特許以生存。

隨著人類科技的進步和對生命認識的加深,以前不可能實作的事情正在變成可能。例如,在地球上,火山附近就有生命存在,水熊可以在各種惡劣環境甚至太空中生存並產卵,這證明有生命可以在極端條件下生存。

是否真的有生命可以在金星這樣的環境中生存,需要科學不斷地發現、探索和擴充套件知識。

冥王星發現了動物排泄物--氨!

姬絲蒂娜-達勒-奧雷(Cristina Dalle Ore)是一位研究地外行星和文明的科學家,2019年6月9日,俄羅斯國家原子能公司(Rosatom)宣布,她和她的研究團隊在一項新研究中發現冥王星表面存在氨。

說明:常溫下為無色氣體,有強烈刺激性氣味。它非常易溶於水,在常溫常壓下,700 倍體積的氨溶解於 1 體積的水,這種水溶液稱為氨水。

美國太空總署(NASA)的 "新視野"(New Horizons)號宇宙飛船正在冥王星周圍工作,根據該飛船收集的數據分析,在冥王星表面發現了氨元素的證據。氨元素會被紫外線、宇宙射線和其他輻射破壞,其性質非常脆弱,因此當它被發現時,這意味著它只是在最近幾年才出現的。

此外,有證據表明,氨可能是從冥王星表面的維吉爾海溝噴射出來的:維吉爾海溝是冥王星地殼上的一個大裂縫,它允許地表下的液體到達地表,這些液體被海溝處的火山噴射出來,然後迅速凝固,凍結成氨冰。

這表明冥王星很有可能擁有一個由有機物質組成的地下海洋,而地表的氨可能來自海洋中流出的氨水。

氨是維持生命的化學反應的關鍵成分,也可以透過分解動物排泄物產生,那麽維吉爾的圓柱中是否有生物呢?

人們可以多想一點,地球上的生命也來自海洋,據估計,整個冥王星還有DNA、RNA、胺基酸等生命起源和發展的必要元素,廣泛推算,我們能不相信冥王星的地下海洋中能存在生命反應嗎?

雖然冥王星表面的溫度只有零下233攝氏度,但冥王星冰殼底部的條件非常適合形成冰絕緣體,即水蒸氣復合體,它能使中心保持足夠高的溫度,適合生命的出現。

法蘭西斯-尼莫:"如果冥王星有海洋,那就意味著太陽系的外圍是潛在的宜居區域。

人類對宇宙的探索還有很長的路要走。

外星文明和生命本身是否存在,目前無需過多討論;現在調查的目的是討論引發這種化學反應的環境因素和生命存在的可能性。科學家們想要揭開冥王星等行星的秘密,最終只能透過登陸地球進行研究來探尋。

目前,人類的技術只能接觸到火星,如前所述,人類在 20 世紀 60 年代開始了太空探索的新階段,現在我們可以不斷前進,逐步探索火星,然後是金星,最後是冥王星。

目前正在制定一些空間研究計劃。例如,"先鋒號 "和 "旅行者一號 "和 "旅行者二號 "宇宙飛船能夠飛到太陽系的邊緣進行科學研究。我相信,隨著科學技術的發展,總有一天人們能夠完全解釋這些問題的根源,回答地外文明是否存在,其他星球上是否有生命。