新研究讓科學(xué)家對(duì)跟其他行星上生命有關(guān)的分子有了更多了解

　　據(jù)外媒報(bào)道，為了確認(rèn)其他行星上存在生命，我們需要在它們的大氣中探測(cè)到比目前更多的分子以排除非生物化學(xué)過程?，F(xiàn)在，來自新南威爾士大學(xué)悉尼分校領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究顯示，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了近1000個(gè)大氣分子的光譜特征，這些分子可能跟磷化氫的產(chǎn)生或消耗有關(guān)，這為尋找其他行星上的生命提供了重大幫助。

　　長(zhǎng)期以來，科學(xué)家們?cè)谝恢蓖茰y(cè)，磷化氫--一種由一個(gè)磷原子和三個(gè)氫原子組成的化合物(PH3)--可能是生命存在的證據(jù)，如果在像我們地球一樣的小型巖石行星的大氣中發(fā)現(xiàn)，在那里，細(xì)菌的生物活動(dòng)產(chǎn)生了磷化氫。

　　因此，當(dāng)一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)去年宣稱在金星的大氣中檢測(cè)到磷化氫時(shí)這就帶來了在另一顆行星上發(fā)現(xiàn)生命的第一個(gè)證據(jù)的誘人前景--盡管那只是原始的單細(xì)胞物種。

　　但并不是每個(gè)人都相信，一些科學(xué)家則質(zhì)疑金星大氣層中的磷化氫是否真的由生物活動(dòng)產(chǎn)生或是否真的檢測(cè)到了磷化氫。

　　現(xiàn)在，由新南威爾士大學(xué)悉尼分校的科學(xué)家們領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)為這項(xiàng)研究以及未來在其他星球上尋找生命做出了關(guān)鍵貢獻(xiàn)，他們演示了如何在最初發(fā)現(xiàn)潛在的生物特征之后再尋找相關(guān)分子。

　　相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Frontiers in Astronomy and Space Sciences》上，

　　其描述了研究團(tuán)隊(duì)是如何利用計(jì)算機(jī)算法生成一個(gè)包含958種含磷分子的近似紅外光譜條形碼的數(shù)據(jù)庫的。

　　外觀與研究

　　新南威爾士大學(xué)化學(xué)學(xué)院的Laura McKemmish博士表示，當(dāng)科學(xué)家們尋找其他行星上生命的證據(jù)時(shí)，他們不需要進(jìn)入太空，他們可以簡(jiǎn)單地用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)正在尋找的行星?！盀榱舜_認(rèn)行星上的生命，我們需要光譜數(shù)據(jù)。有了正確的光譜數(shù)據(jù)，來自行星的光可以告訴你該行星大氣中的分子是什么?！?/p>

　　磷是生命的基本元素，但到目前為止，天文學(xué)家只能找到一種多原子含磷分子，即磷化氫。

　　“磷化氫是一種非常有前景的生物信號(hào)，因?yàn)樗荒芡ㄟ^自然過程以極低的濃度產(chǎn)生。然而如果我們不能追蹤它是如何產(chǎn)生或消耗的，我們就不能回答這個(gè)問題：這是不尋常的化學(xué)反應(yīng)還是小綠人在行星上制造磷化氫，”McKemmish說道。

　　為了提供更深入的了解，McKemmish召集了一個(gè)大型跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)來研究磷在化學(xué)、生物和地質(zhì)方面的表現(xiàn)并詢問如何僅通過大氣分子進(jìn)行遠(yuǎn)程研究。

　　“這項(xiàng)研究的偉大之處在于它把不同領(lǐng)域的科學(xué)家--化學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)--聚集在一起解決了圍繞在其他地方尋找生命的基本問題，而這些問題僅靠一個(gè)領(lǐng)域是無法回答的，”天體生物學(xué)家、該研究的論文合著者Brendan Burns副教授說道。

　　McKemmish博士繼續(xù)說道：“一開始，我們?cè)诖髿庵袑ふ易钪匾暮追肿?，也就是我們所說的P分子，但結(jié)果發(fā)現(xiàn)我們知之甚少。因此，我們決定研究大量的P分子，這些分子可以在氣相中發(fā)現(xiàn)，反之，對(duì)紅外線敏感的望遠(yuǎn)鏡就無法探測(cè)到?！?/p>

　　McKemmish指出，新分子物種的條形碼數(shù)據(jù)通常是一次產(chǎn)生一個(gè)分子，這個(gè)過程通常需要數(shù)年時(shí)間。但參與這項(xiàng)研究的團(tuán)隊(duì)通過使用其所稱的“高通量計(jì)算量子化學(xué)”只在短短幾周內(nèi)就預(yù)測(cè)了958個(gè)分子的光譜。

　　“盡管這個(gè)新的數(shù)據(jù)集還不具備實(shí)現(xiàn)新探測(cè)的準(zhǔn)確性，但它可以通過強(qiáng)調(diào)具有類似光譜條形碼的多種分子物種的潛力來幫助防止錯(cuò)誤分配--例如，在一些望遠(yuǎn)鏡的低分辨率下，水和酒精可能無法區(qū)分。這些數(shù)據(jù)還可以用來對(duì)分子檢測(cè)的難易程度進(jìn)行排序，”McKemmish說道。

　　系外行星上的生命

　　不管有關(guān)金星大氣中磷化氫存在和金星中生命潛在跡象的辯論結(jié)果怎樣，最近的這項(xiàng)研究將對(duì)系外行星生命的潛在信號(hào)探測(cè)工作來說非常重要。

　　McKemmish說道：“我們觀測(cè)系外行星并判斷那里是否存在生命的唯一方法是使用望遠(yuǎn)鏡收集的光譜數(shù)據(jù)，這是我們唯一的工具......我們的論文提供了一種新的科學(xué)方法來跟蹤潛在的生物特征的檢測(cè)，并且跟太陽系內(nèi)外的天體化學(xué)研究相關(guān)。進(jìn)一步的研究將迅速提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、擴(kuò)大考慮的分子范圍從而為其在未來的分子檢測(cè)和鑒定中使用鋪平道路。”

　　這項(xiàng)研究的論文合著者、CSIRO天文學(xué)家Chenoa Tremblay博士則表示，隨著更強(qiáng)大望遠(yuǎn)鏡在不久將來投入使用，該團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)將是有益的?！斑@一信息出現(xiàn)在天文學(xué)的關(guān)鍵時(shí)刻?！?/p>

　　她表示，雖然團(tuán)隊(duì)的工作重點(diǎn)是通過對(duì)紅外光敏感的望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到分子的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，但他們目前正在努力將這項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)展到無線電波長(zhǎng)?！斑@對(duì)于現(xiàn)有的和新的望遠(yuǎn)鏡如即將在西澳大利亞建造的平方公里陣列望遠(yuǎn)鏡(Square Kilometre Array)都非常重要?！?/p>