在純氫氣的大氣環境中也能生存？生命的新奧秘，宇宙的新探索

“我想要讓天文學家們更深入地思考：什麼樣的行星才可能是宜居的。”

NASA的朱諾號探測器在2020年2月17日捕捉到了木星南半球的這一景象。木星有著富含氫的大氣，所以研究人員不認為木星上會有生命；但一項新的研究表明：生命是可以在純氫氣的大氣環境下生存的。

(圖片: © NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill, © CC BY)

內容簡介：根據一項新的研究，生命也可以在100% 的氫氣環境中茁壯成長。
這一發現可能完全改變我們對於宇宙中生命如何(以及在哪裏)存在的理解，並為探索宇宙生命提供了新的視野。

據一項新的調查，生命可以在100%的氫氣大氣中茁壯成長。這一發現可能會徹底顛覆我們對生命以何種方式（和在何處）生存的認知。關於這項調查，麻省理工的天體物理學家、行星科學家薩拉·西格爾領導的研究團隊，進行了有關大腸杆菌（一種簡單的原核生物）和酵母菌（一種更複雜的真核生物）的實驗。

他們把這些物種放在100%純氫氣的環境中，讓人難以置信的是，這些微生物都活了下來，展現了生命在極端大氣環境中的生存樣態。（矛盾的是，氫氣在由氮氣占主導的地球大氣環境中的成分還不到百萬分之一。）

“我想讓天文學家們更深入地思考：什麼樣的行星才可能是宜居的，”西格爾用郵件告訴太空網的記者，“如果生物學家們曾經考慮過富含氫氣的大氣環境，他們會認為生命在氫氣中存活是正常的現象；因為氫氣對生物來說是無毒的。”她說道。但是，她強調，“天文學家們沒有意識到生命在氫氣占主導的環境中可以生存，所以我們的實驗就是給出一個簡潔明了的證據，去證明這就是事實。”

接著，西格爾解釋道，她的研究團隊也許會考慮研究系外行星——也就是太陽系外的行星——但是，他們不會把尋找可能存在生命的外星世界作為目標。此外，因為富含氫氣的環境從行星的外表來看，通常更廣闊而巨大，所以用地球上的觀測技術會更容易被觀測到，她補充說道。

探尋微觀世界

西格爾和她的團隊在實驗室中研究的微生物，在100%純氫氣環境下的成長比它們在“正常的”地球大氣環境下更慢。西格爾說道，“大腸杆菌的成長慢了幾倍，而酵母菌則慢了幾百倍，”她說道。

雖然這個實驗展現了生命能夠在純氫氣的空氣環境下生存的樣態，但是科學家們對能夠找到有著100%純氫氣大氣環境的系外行星不抱有期望。盡管如此，他們仍希望能夠找到一些氫氣占大氣主要成分的系外行星，西格爾說道。

“我們還未發現任何的像那樣的行星——但是，”西格爾講道，“理論上來說他們應該存在……然而，木星、土星、天王星、海王星、巨大的系外行星和“迷你海王星”都有著H2（氫氣）和He（氦）占主要成分的大氣——雖然沒人會覺得那兒會存在生命。”

仰望燦爛星空

這些發現對探索地外生命的研究尤為重要，因為，雖然天文學家還沒有發現地外生命，他們猜想可能會有大型的岩石系外行星，其大氣非常薄，富含氫氣，西格爾說。

展望未來的研究圖景，我們現在已經知道生命可以在氫氣中存活，那麼也就是說，研究者就能夠將視野拓展到更遠的系外行星和它們的大氣研究中去。這些研究可以改變研究者的觀察視角，讓他們以現有的技術，去尋找以前本來可能被忽視的系外行星。此外，當像NASA的詹姆斯韋伯太空望遠鏡這樣的觀測工具發射到太空（詹姆斯韋伯太空望遠鏡原定於在2021年12月22日發射）後，這項研究在《自然天文學》雜志上公開發布。

相關知識

詹姆斯·韋伯空間望遠鏡是計劃中的紅外線空間望遠鏡，原計劃耗費5億美元並於2007年發射升空。但由於各種原因，導致項目嚴重超支，發射時間數次推遲，最新預估總耗費高達96.6億美元，目前最新發射時間為2021年12月22日。2019年8月28日NASA表示該望遠鏡首次組裝完畢。它是歐洲空間局和美國宇航局的共用計劃。

BY: Chelsea Gohd

FY: 趙大條

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