系外行星：“生物特征”可能并不意味着生命

要了解遥远行星（即围绕不同恒星运行的其他太阳系中的行星）上可能存在生命的可能性，一种方法是研究行星的大气层。望远镜图像通常会捕捉到可能表明存在生命和宜居行星的气体痕迹。但科罗拉多大学博尔德分校研究人员领导的一项新研究的结果挑战了这一想法：科学家在没有生物存在的化学实验室中创造了一种通常被视为生命指标的气体。

这篇论文今天发表在《天体物理学杂志快报》上，它发现一种通常被科学家视为生命迹象的分子，即所谓的生物特征，可能并不像以前认为的那样具有生命迹象。研究人员利用许多行星大气中的光和气体，在反应室中制造出二甲基硫醚，这是一种通常由海洋微生物制成的有机硫化合物。

研究人员表示，在实验室中制造二甲基硫醚令人兴奋，但他们的发现颠覆了之前的研究。这项工作由科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所 (CIRES) 客座研究员 Nate Reed 和 CIRES 研究员兼化学副教授 Ellie Browne 领导。

“我们制造的硫分子被认为是生命的指标，因为它们是由地球上的生命产生的，”布朗说。“但我们是在没有生命的实验室中制造它们的——所以它可能不是生命的迹象，但可能是某种适合生命生存的迹象。”研究作者认为，有机硫化合物可能不是可靠的生物标记，但可以作为代谢潜力的标记。

寻找生命

美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜于 2009 年发射。它的一项任务是拍摄系外行星（太阳系外的行星）的图像，以了解不同的大气层。该卫星的任务之一是询问：这些行星是否支持生命？

这项新研究着眼于当气体与光发生反应并形成“有机雾霾和相关气体”时行星大气中会发生什么情况，这些气溶胶颗粒是通过大气化学形成的。作者重点研究了含硫的有机分子，包括二甲基硫醚，它们是地球上生物体的二次代谢产物。

“我们在这篇论文中看到的一个重大发现是二甲基硫醚，”里德说。“这个发现很令人兴奋，因为它已经在系外行星大气中被测量过，并且它之前被认为是地球上存在生命的迹象。”

为了在实验室中重现行星大气，里德和布朗与包括 CIRES 副主任玛吉·托尔伯特在内的合著者一起模拟了光与气体发生反应的大气。在这项新研究中，他们利用紫外线将甲烷和硫化氢分子转化为活性物质，从而产生有机硫气体——詹姆斯·韦伯太空望远镜看到的生物特征。

里德指出，尽管这些发现令人兴奋，但它们仅限于一种大气。“大气种类繁多，我们只研究了其中一种大气的细微差别——你不可能在实验室里研究所有大气，”他说。

展望未来，研究人员希望他们的研究能激发更多基础实验室研究，研究基本化学反应，尤其是硫磺反应。硫磺很难处理——它粘稠、有异味且有毒。但不研究硫磺反应会阻碍科学家充分理解这些发现对生物特征的意义。

“当我们寻找这些生物特征时，我们倾向于夸大‘我们检测到了生命迹象’，”布朗说。“大气非常善于制造大量不同的分子，我们发现，虽然它可以在实验室中制造，但并不意味着它不是生命来源。”

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