一直以来,科学家依靠现有和不断创新的理论标准在太阳系甚至系外行星去寻找生物信号:早前,系外行星宜居的标准是一些生命的基础成分,比如氧气和甲烷 。但一项新的研究表明,大气层中含有氢的系外行星是寻找外星生命的最佳场所 。
这个想法让人匪夷所思,因为氢通常不被认为是一种生物信号,尽管有些细菌在分解有机物时会产生氢 。但这并不意味着氢能够让生物繁衍,必然有其他原因,使得在大气中含有氢的行星成为寻找生命的固体目标 。

据相关研究人员表示,地球上有各种各样的可居住世界,他们已经证实,地球上的生命可以在富含氢的大气中生存 。也就是说氢气星球标准可能是寻找生命迹象的理想场所 。这并不是因为氢本身就是生命存在的信号 。
这是因为氢比地球大气中的氮和氧等元素轻得多 。这意味着氢大气可以更深入地延伸到太空,因为氢气的低密度导致了大气的膨胀,并且更容易被我们的望远镜观测到 。

这一说法没有任何争议 。但是生命能在这样的环境中生存吗?在这种情况下,生命抵御这种外来环境的能力还没有得到检验 。这就引出了这项研究的重点 。
该研究证明,通常不居住在以氢气为主的环境中的单细胞微生物(大肠杆菌和酵母)能够在100%的氢气环境中生存和生长 。从那里,科学家们指出了微生物在氢环境中可以产生的各种气体 。
这项研究描述了大肠杆菌产生的数十种不同气体的惊人多样性,其中包括许多已经被提议作为潜在生物签名气体的气体…… 。其中包括一系列生物信号:一氧化二氮、氨、甲硫醇、二甲基硫、羰基硫和异戊二烯 。这些都是实验室的结果,可以帮助科学家确定哪些外星大气可能存在可探测生命 。
通过该研究,科学家证实,地球上有各种各样的可居住世界,而地球上的生命可以在富含氢的大气中生存 。在地球的过去,大气与今天大不相同 。没有氧气,大气中含有二氧化碳、甲烷和少量氢 。后来出现了所谓的大氧合事件(GOE),大氧合事件(GOE)早在23.3亿年前就开始了,科学家认为这一时期标志着氧气在大气中永久存在的开始 。

然而在大氧合时期,地球的历史发生了变化 。大约24亿年前,有证据表明分子氧开始在大气中积聚 。氧气有一个生物来源:蓝藻 。
蓝藻
蓝藻,是地球上最早的生命形式之一 。当它们把大气变成氧化性大气时,其他生物就灭绝了 。事实上,当时地球上几乎所有的生命都灭绝了,同时,多细胞生命的道路也被铺平了 。

但即使在大氧合时期之后,氢仍在地球大气中徘徊 。一些古老的生命,包括产甲烷菌,消耗了它 。产甲烷菌生活在地球的极端环境中,比如温泉、沙漠土壤深处、冰层深处和热液喷口 。在那里,它们吃氢和二氧化碳,产生甲烷 。据数据统计,产甲烷菌可以在80%的氢气环境中生长,至少在实验室是这样 。但根据数据,目前还没有多少研究探索其他微生物如何能耐受富含氢的环境 。
在这项研究中,研究小组表示,超级地球的大气中可以有氢气,既可以从气体中释放出来,也可以从它们形成时的原行星盘中捕获氢气 。小于约1.7倍地球半径的小行星可能是由H2大气形成并维持它们的,前提是行星含有足够的形成铁,前提是行星也含有水,水和铁发生反应 。而且离恒星较远的行星可能能够留住氢,而氢可以被恒星辐射剥离 。科学家还指出,不同的系外行星可以通过不同的过程和环境在其大气中产生氢 。
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