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找到这个最臭和最有毒的分子,找到外星生命| 外星生命| 系外行星

作者:发布时间:2019-12-30分类:摩登4注册网站阅读:8 ℃评论:0 评论

  文章出处:原理

  磷化氢(PH?

它可能是地球上最臭,最有毒的气体。

它存在于一些最肮脏的地方,例如企鹅粪便或沼泽深处,甚至在鱼类和鱼类的内脏中。

这种腐烂的“沼气”极易燃,会与大气中的颗粒发生反应。

  膦分子由一个磷原子和三个氢原子组成。

这两个原子通常不容易聚集在一起,因此磷化氢分子的形成需要大量能量。

1970年代,科学家在木星和土星的大气中发现了膦。

科学家推测,这种气态巨型行星上的极端环境可以为这两个原子提供巨大的能量,以克服其自然排斥力,从而使它们自发聚集在一起形成膦。

  磷化氢是一种有毒分子。

地球上的大多数生命,尤其是所有需要氧气或呼吸氧气的生物,几乎都不希望与此分子有任何关系。

这些生物既不产生膦,也不需要依靠其生存。

  然而,在一项新的研究中,麻省理工学院(MIT)的研究人员发现了一种可以产生膦的厌氧生命形式。

厌氧生物可以大量繁殖而无需依靠氧气。

经过筛选和验证后,研究人员发现膦只能由这些极度厌氧的生物产生。

此功能使磷化氢成为纯生物标志物(至少在某些生命中如此)。

研究结果发表在最新一期的《天体生物学》上。

  麻省理工学院的科学家克拉拉·索萨·席尔瓦(Clara Sousa-Silva)是该论文的第一作者,她和她的同事们一直在为可能成为生物标志物的分子建立数据库。

他们已经收集了超过16,000个候选分子,而膦就是其中之一。

这些分子中的绝大多数尚未完全表征,这意味着即使科学家在系外行星的大气中发现了其中的任何分子,他们仍然不知道这些分子是否代表生命的迹象或其他东西。

在这份新论文中,他们得出的确切结论是,如果在岩石行星上发现了膦分子,则必然意味着那里存在一些生命。

  这个结论不容易得出。

早在10年前,苏萨·席尔瓦(Sousa-Silva)就已经开始研究这种有恶臭的有毒气体。

在伦敦大学学院(UCL)攻读博士学位时,她确定了磷化氢的光谱信息,以查找磷化氢吸收的光的确切波长,并确定只要这种气体存在于大气中, 波长将不会出现在相应的大气数据中。

  从那时起,她开始思考:除了在极端的气体巨型行星环境中产生外,地球上的生命还能产生膦吗?

  在完成博士学位后,她去了麻省理工学院,与麻省理工学院的同事们一起找到了这个问题的答案。

他们首先研究了膦的性质以及它与其他分子在化学上的区别。

此外,他们收集了与地球上磷化氢检测有关的所有信息,发现在没有氧气的任何地方都发现了磷化氢,例如沼泽,湿地,湖泊沉积物以及屁和肠中的所有东西。

这项法律使她突然变得聪明,这使她意识到对需氧生物有毒的膦可能是厌氧生物的美丽存在。

  因此,她将膦与厌氧生物结合起来,并认为该分子可能是生物标记。

为了验证这一想法,他们首先检查了除生命以外是否还可以产生膦。

他们研究了在各种极端环境下磷是否可以通过非生物方式转化为膦。

  经过多年的深入研究,他们发现只有生命才能产生可检测的膦。

这意味着磷化氢的检测意味着生命的确切信号。

  然后,他们探索了是否可以在系外行星大气中检测到此类分子。

他们模拟了理想的低氧地球外行星大气,在模拟中输入了不同的磷化氢生成速率,然后推断出,在给定的磷化氢生成速率下,大气光谱将显示出外观。

  他们的结果表明,如果岩石行星上的磷化氢生成量与地球上的甲烷生成量大致相似,并且该行星位于距地球约16光年的位置,那么詹姆斯·韦伯就可以生成磷化氢。

下一代望远镜(例如太空望远镜(JWST))检测到的信号。

  根据Sousa-Silva的说法,新发现不仅将磷化氢确定为寻找外来生命的确切生物标记,而且为所有参与相关研究的科学家提供了有用的工具。识别超过16,000种其他候选生物标志物的方法。

她呼吁科学界增加对这些候选分子的选择的投资,使此类研究成为优先项目。

因为如果我们可以确定某些信号只能通过生命发出,那么毫无疑问,这对我们来说将是一笔巨大的财富。

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