生命需要阳光？这可能会改变寻找外星生命的方式

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随着每一颗新的系外行星被发现，同样的问题也出现了：这个世界能否孕育生命？科学家们解决这个问题的第一个默认方法是检查这颗行星是否位于所谓的“可居住地带”，也就是一颗行星能够在其表面容纳液态水恒星之间的距离。但是水本身并不能创造生命，所以在一篇新的论文中，一组科学家研究了另一个可居住性的方面：一颗行星是否接受足够的紫外线辐射来创造生命的基石。英国剑桥大学的天体化学家Paul Rimme说：对任何系外行星系统最了解的是恒星，所以这似乎是一件很自然的事情。

博科园-科学科普：大多数科学家认为生命始于核糖核酸(RNA)。就像DNA一样，这个分子可以传递信息，但不像DNA，它还能帮助其他分子相互反应，从而使RNA能够自我复制。但是首先获得RNA是很棘手的。麻省理工学院的行星科学家Sukrit Ranjan说：事实上这一壮举非常棘手，近半个世纪以来，制造RNA的问题一直困扰着对生命起源感兴趣的化学家。科学家们知道如何制造构成RNA分子的三个组成部分中的每一个。在之前的研究中，化学家们还发现了如何将这些构建块组合成四种RNA中的两种，方法是先专注于一种特殊的棘手的化学键。行星科学家们突然想到的是，这种机制需要紫外光才能起作用。

最新研究表明（左边地球，右开普勒-452b）需要能接收到足够的光线来支持生命，开普勒-452b是第一颗系外行星，科学家们认为它接近地球大小，并在其恒星的宜居带内。图片：NASA/Ames/JPL-Caltech

所以，比如化学家们在实验中使用的是什么类型的光，以及这些装置与恒星发出的光有多接近，研究人员观察了这一机制在两种不同的化学混合物上的工作，它们的作用是模仿一个盛产硫磺的年轻星球，并在一系列的紫外线条件下工作，这些实验让他们计算出RNA形成所需的最小紫外光量。这是Rimmer第一次做正式的化学实验室研究，很欣赏采用这种新方法，实验是在现实中立足的一种方式，这就像观察，这是你能看到的东西。另一些人可能不太相信新实验：法国国家科学研究中心的天体生物学家弗朗西丝·韦斯特尔(Frances Westall)说：这更像是一个“有趣的思维实验”，特别担心的是，研究小组使用的两种最初的硫磺混合物中，有一种在类似地球的条件下并没有产生RNA——而且，毕竟地球生命是以某种方式开始的。

化学家进行的许多生命起源前化学实验中遇到的一个问题是，他们没有考虑到早期地球是什么样子，(化学家)使用虚假的概念仅仅是因为他们可以在某些物理化学条件下得到好的结果。一旦确定对紫外光的最低需求，就会对系外行星进行仔细研究，选择在分析中包括哪些星球。研究人员想要让科学家们确信的行星是多岩石的，所以他们关注的是小于1.4地球半径的行星。科学家们还希望，先前的研究表明，行星与太阳的距离合适，这样就能在行星表面保持液态水。这些标准将研究的焦点缩小到12个系外行星上，其中包括我们所知的一些最具天体生物学意义的世界，如TRAPPIST-1e、f和g - Kepler-452b;和lh 1140 b。(该研究团队排除了另一个热门的竞争者Proxima b，因为天文学家对这个星球的大小没有足够的精确测量。)

然后转向紫外线辐射，计算这些行星今天从它们的恒星接收到多少光。这只留下了一个有力的竞争者，开普勒-452b，它于2015年被发现，当时NASA宣称它是“第一个接近地球大小的行星”，在“宜居带”周围环绕着一颗类似太阳的恒星。对尚未发现的行星进行类似的计算，可以帮助科学家优先考虑寻找生命的地方。考虑到对这些行星的大气进行必要的观察是多么的昂贵，这可能会特别有帮助——一旦这种工作在技术上成为可能的话。这些措施将通过诸如拖延已久的詹姆斯韦伯太空望远镜之类的仪器实现，要确保在寻找机会最好的地方。也就是说紫外线辐射计算并不是可居住性的最后一个词。

分析忽略了两个关键因素：太阳耀斑的影响，它会引起恒星释放的紫外线辐射剧烈波动；恒星会随着年龄的增长而发生变化，变得更平静、更不活跃。第二个因素可能特别重要，这是因为目前，天文学家找到能够识别生命的系外行星的最佳方法是围绕微小的、微弱的M矮星进行搜索——它们目前产生的光比它们年轻时要少得多。这就意味着，虽然这些恒星目前可能并不具备形成RNA所需的条件，但它们可能在很久以前就已经形成了。过去出现的生命仍然可能隐藏在围绕这些恒星的行星表面。Rimmer已经计划在这项新研究的基础上继续发展：希望利用氙气灯，这种灯能更紧密地模拟来自恒星的紫外线，为RNA的形成提供更好的估计。

博科园-科学科普｜Meghan Bartels/Space，参考期刊：Science Advances

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