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回顾:太阳系发现新生命星球,科学家发现!

2024-08-13科学

回顾:太阳系发现新生命星球,科学家发现!

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2021 年 5 月 15 日,中国探测器 "天文一号 "确认已在火星表面着陆。1962 年,约翰-肯尼迪发表了著名的 "登月演讲",宣布人类将踏上新的太空之旅。

方位:天文一号是中国空间技术研究院(CAST)研制的航天器,负责执行中国首次火星自主探测任务。它于 2020 年 7 月 23 日发射升空,并成功进入预定轨道。2021 年 2 月,它到达火星附近并进行了拦截。目前,它已成功登陆火星。

2010 年,时任美国总统巴拉克-奥巴马发表了 "火星讲话","为美国太空努力的下一个篇章确定了明确而果断的目标",开启了人类太空探索的新时代:登陆火星。

中国是继美国和俄罗斯之后第三个将着陆器成功登陆红色火星的国家。对人类而言,火星探测既是对宇宙知识和行星演化认识的延伸,也是对生物或适合生命存在的区域的探索,这也是人类的一大需求。

关于火星的基本事实

火星距离太阳比地球远,质量也不同。地球上的一天比火星上的一天短 40 分钟,而火星上的一年相当于地球上的两年。科学家们一直在努力了解不同天体是如何进化的。

当 "天宫一号 "着陆器于6月7日发回着陆区的高分辨率图像时,它清晰地显示了火星的表面。整个火星南半球以山地为主,山谷高低不平,而北半球则不一样,表面是柔和的深蓝色,这种 "南北对立 "导致了火星环境的完全不同。

由于火星大气稀薄,对太阳能的吸收能力较低,火星表面的平均温度为零下 63 摄氏度。在这样的温度下,二氧化碳不可能以我们所知的气态形式存在,而会冻结成干冰保存在火星表面,更不用说液态水了。显然,火星上的这种环境目前不适合生命存在。

注:火星呈橘红色是因为其表面覆盖着赤铁矿(氧化铁)。火星的直径约为地球的一半,自转轴的倾角和自转周期与地球相似,但自转周期是地球的两倍。火星的最大亮度为-0.9 等,但通常比木星更暗。火星的亮度可达-2.9 等,但通常比木星亮。

然而,科学家们说,追溯到过去 30 亿年,火星上发生过冰川和火山活动,即所谓的亚马逊时代和西部时代。

至于过去的火星,甚至出现过火山岩浆运动和海洋潮汐,但这可能与地球上造成恐龙灭绝的陨石破坏类似,巨大的撞击造成了火星地形和大气层的变化,使火星逐渐变成了今天的样子。

毫无疑问,火星可能曾经适合生命存在,而这正是我们在科学研究中最感兴趣的,因为地球也有一段失落的历史,火星向我们展示了这一点。

电影【火星救援】中探索火星生命的计划

上个世纪,"火星人 "一词成为谣言的主题,世界上许多人都相信火星上一定有外星人。

线索:勇气号探测器拍摄了一系列神秘的火星照片。其中一张照片显示,在一块岩石上有一个 "人影",看起来非常像一个几乎赤身裸体的女人站在悬崖边上,伸出双臂。但到目前为止,研究还没有发现火星人的踪迹。

最后,1975 年 8 月 20 日和 9 月 9 日,美国发射了 "海盗 1 号 "和 "海盗 2 号 "探测器,其主要任务是探测火星上是否存在生命。1976 年,探测器终于在火星表面轻轻着陆。

尽管 "海盗 "号探测器已经进行了多次与探测火星生命有关的实验,如直接探测火星土壤中的碳含量和三组培养实验,但遗憾的是,第一次实验显示碳含量非常低,第二次实验是向土壤中添加气体和营养液,结果没有发现微生物或有机物。

此后,人们探索火星的热情和愿望逐渐减弱。直到 2013 年 6 月 15 日,"好奇号 "漫游车在火星上发现了甲烷的存在。

方向:好奇号于 2011 年 11 月发射,2012 年 8 月在火星表面着陆。它是世界上第一个探索火星生命元素的核动力漫游车。它总投资 26 亿美元,是 2012 年以来最昂贵的火星探测项目。

由于甲烷本身的特殊元素特性,它不可能在大气中停留很长时间,因此可以推断,任何新发现的甲烷一定是新产生的。

但是,地质活动也会产生甲烷,因此发现甲烷并不能作为火星上存在生命的直接证据,而应继续跟踪地表或地下是否仍有甲烷产生。

也许有一天,人类的科技水平提高了,就有可能进入火星,发现所有的生命。

金星上发现的磷--生命的证据?

科学家们通过望远镜观察金星,分析其光谱,探测到大气中存在甘氨酸。由于甘氨酸是氨基酸的遗传密码之一,这些科学家一度认为金星上存在氨基酸,这意味着那里有生命存在的证据。

备注:金星是一颗类地行星,在四颗类地行星中,它的大气层密度最大,96%以上都是二氧化碳。它的平均表面温度为 735 K(462 °C),是太阳系中最热的行星,比离太阳最近的水星还要热。

直到 2020 年 9 月 14 日,人们才发现了一个新的选择。当时,【自然-天文学】杂志发表了一篇题为【金星云层中的磷化氢气体】的论文,结果表明,金星上存在大量磷化氢气体,这无疑表明金星大气中存在与生命起源有关的元素。

这种气体被认为是潜在生命的标志,因为根据定义,任何元素磷都必须被氧化,而气态磷超出了自然化学反应的范围,除非有生物产生这种气体,否则无法解释金星大气层和地层中自发出现的气态磷。

说明:磷化氢是一种剧毒气体,在人体内吸收较快,主要通过呼吸道吸入中毒。如果空气中的浓度达到 1390 毫克/立方米,很快就会导致死亡。摄入磷化钙、磷化铝和磷化锌会导致其水解为磷化氢,并通过消化道吸收。

这是一项显示金星上存在生物信号的研究,虽然不能肯定地说这就是金星上存在生命的证据,但像这样的生物信号是探测行星和其他天体上是否存在生命的一个很好的方法,因为在这些行星和天体上会传播这样的生物信号。

一般来说,这些生物特征表现为化合物、同位素、分子等,在没有生命的情况下,这些东西是极不可能存在的,而这些东西存在的结果表明,在金星或其他发现了这些类型生物特征的天体或行星上,现在或过去的某个时候存在着生命。

不过,应该指出的是,人类目前的科学知识还不全面,磷气体也可能来自我们尚未发现的其他来源,也就是说,除了我们假设的 "生命 "之外,还有其他可能产生这些气体的方式。

研究金星的人的故事

回顾历史,美国和苏联科学家在 20 世纪 70 年代发射了水手二号、金星九号、十号、十三号和十四号探测器,研究金星的环境结构和生命迹象。

但是,由于金星表面的环境过于恶劣,温度非常高,硫酸雨腐蚀性极强,这样极端的环境使得很多探测器即使安全着陆也无法运行,所以人类对金星的了解非常有限。发现它的难度太大,人类研究它的途径也在逐渐减少,到目前为止,我们只知道金星表面的大气成分、大气压力数据、温度数据等。

提示:陆地上也会出现酸性硫雨,原因是空气污染,工业排放到空气中的大量气体具有酸性、腐蚀性、腐蚀作用,腐蚀程度取决于雨中的酸含量。

尽管后来俄罗斯人对 1975 年至 1982 年期间拍摄的金星表面图像进行了处理,并显示出具有稳定结构的缓慢移动物体,但也有人解释说,这些移动物体是航天器镜头前的遮挡物。

如果我们假设这些移动物体是金星上的 "生命形式",那么这些 "生命形式 "就是可以从表面环境结构中区分出来的各种形状和大小的生物体。

更令人称奇的是,这些 "生命体 "并不是在探测器被发现后立即被照相机拍摄到的,而是在探测器运行了一段时间后才被拍摄到的。这表明,如果这些确实是 "生命体",那么它们是被金星表面的土壤掩埋的。

炼狱中的环境--金星真的适合生存吗?

金星的大气层非常独特,除了含水量约为 20% 的硫酸云之外,大气层的中下部还有二氧化碳和水蒸气。云层中含有一种紫外线吸收物质,可以吸收太阳近一半的能量,这种物质所在的区域可能是生命的 "源头"。

教学提示:金星被高反射、不透明的硫酸云所覆盖,阻止了太空中的可见光到达金星表面。过去可能有海洋,但随着温室效应导致的气温升高,海洋已经全部蒸发。

俄罗斯的另一项研究表明,金星在最初的 20 亿年里受到微弱太阳辐射的影响,而在此期间,金星本应处于宜居带。

换句话说,当时金星上可能还有液态水,鉴于 "金星生命 "的可能性,很有可能当时金星表面存在某种形式的生命,但维持液态水的条件消失了,导致原始生命消亡。

还有一种可能是,在地球这样生态优美的环境中,可以诞生能够承受恶劣环境的强大生命,那么,在条件本来就非常恶劣的金星上,有没有可能诞生不需要水、不需要适宜温度、不需要碳基生物的生命呢?

课程大纲:碳基生物是以碳作为有机物基础的生物。在构成碳基生物的氨基酸中,连接氨基和羧基的是碳,这就是它们被称为碳基生物的原因。地球上所有已知的生物都是碳基生物。

金星有浓密的大气层,形成了独特的生态系统,人类无法接受,但其他未知生命形式或许可以生存。

随着人类科技的进步和对生命认识的加深,以前不可能实现的事情正在变成可能。例如,在地球上,火山附近就有生命存在,水熊可以在各种恶劣环境甚至太空中生存并产卵,这证明有生命可以在极端条件下生存。

是否真的有生命可以在金星这样的环境中生存,需要科学不断地发现、探索和扩展知识。

冥王星发现了动物排泄物--氨!

克里斯蒂娜-达勒-奥雷(Cristina Dalle Ore)是一位研究地外行星和文明的科学家,2019年6月9日,俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)宣布,她和她的研究团队在一项新研究中发现冥王星表面存在氨。

说明:常温下为无色气体,有强烈刺激性气味。它非常易溶于水,在常温常压下,700 倍体积的氨溶解于 1 体积的水,这种水溶液称为氨水。

美国国家航空航天局(NASA)的 "新视野"(New Horizons)号宇宙飞船正在冥王星周围工作,根据该飞船收集的数据分析,在冥王星表面发现了氨元素的证据。氨元素会被紫外线、宇宙射线和其他辐射破坏,其性质非常脆弱,因此当它被发现时,这意味着它只是在最近几年才出现的。

此外,有证据表明,氨可能是从冥王星表面的维吉尔海沟喷射出来的:维吉尔海沟是冥王星地壳上的一个大裂缝,它允许地表下的液体到达地表,这些液体被海沟处的火山喷射出来,然后迅速凝固,冻结成氨冰。

这表明冥王星很有可能拥有一个由有机物质组成的地下海洋,而地表的氨可能来自海洋中流出的氨水。

氨是维持生命的化学反应的关键成分,也可以通过分解动物排泄物产生,那么维吉尔的圆柱中是否有生物呢?

人们可以多想一点,地球上的生命也来自海洋,据估计,整个冥王星还有DNA、RNA、氨基酸等生命起源和发展的必要元素,广泛推算,我们能不相信冥王星的地下海洋中能存在生命反应吗?

虽然冥王星表面的温度只有零下233摄氏度,但冥王星冰壳底部的条件非常适合形成冰绝缘体,即水蒸气复合体,它能使中心保持足够高的温度,适合生命的出现。

弗朗西斯-尼莫:"如果冥王星有海洋,那就意味着太阳系的外围是潜在的宜居区域。

人类对宇宙的探索还有很长的路要走。

外星文明和生命本身是否存在,目前无需过多讨论;现在调查的目的是讨论引发这种化学反应的环境因素和生命存在的可能性。科学家们想要揭开冥王星等行星的秘密,最终只能通过登陆地球进行研究来探寻。

目前,人类的技术只能接触到火星,如前所述,人类在 20 世纪 60 年代开始了太空探索的新阶段,现在我们可以不断前进,逐步探索火星,然后是金星,最后是冥王星。

目前正在制定一些空间研究计划。例如,"先锋号 "和 "旅行者一号 "和 "旅行者二号 "宇宙飞船能够飞到太阳系的边缘进行科学研究。我相信,随着科学技术的发展,总有一天人们能够完全解释这些问题的根源,回答地外文明是否存在,其他星球上是否有生命。