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木星,一颗巨大的气态行星,它上面是否有生命存在?

2020/6/27 3:29:51 来源:原创 浏览:

乍一看,木星也许是您期望找到生命的最后一个地方。毕竟这是一个不稳定的,热气巨行星。但有一件事可能会使您惊讶,至少在过去,这个气态巨行星本身被认为可能是某些生物的家。不仅是微生物生命,还包括复杂生命。虽然这是一个长远的目标,但并不排除某些生物可能栖息在其大气层的上方。木星是一个被普遍误解的世界,通常被认为是一个巨大的气态球体。但是实际上,木星比那要复杂得多。

如果您下降到木星的大气层,首先您会发现一个由多种气体组成的湍流上层,主要由氢气和氦气混合而成。越往下走,温度越高,这是由于内部高压而产生的。在云层顶部以下约1000公里处,您会过渡到一种奇怪的天然物质,人们认为这种天然物质在我们太阳系中是存在的。您会发现金属氢。在木星大气的极高压力下,氢气会被压缩成原子核和电子的质密物质,它们以不明确的状态存在,介于气体和液体之间边界不明的状态。尽管金属氢被描述为液体,但与其他任何氢都略有不同。

可以认为,氢只是随着您进入的深度变得质密,而不是使用标签变得更致密。越过围绕着行星中心的厚重的气体层,人们会认为您会找到一个核心。人们对这个核心知之甚少,但它可能就像内行星一样,是由岩石和金属组成的。现在还不知道它是固态的还是完全熔融的,还是两者的某种混合体。行星核通常很难研究,而木星则是最难研究的行星之一,但是像木星这样的陌生而又奇怪的环境如何能维持某种生命呢?答案是,在高层大气的条件下。

1976年,卡尔·萨根和埃德温·萨尔佩特发表了一篇论文,引述如下,他们提出一些氨基生命有可能存在于木星的大气层中。他们设想了三种可能生活在其中的假想动物,他们将它们称为下沉者,漂流者和猎人。特别的是,这些漂流者被设想为巨大的气袋,可能跨越千米,从轨道上可以看到他们,因为他们利用氦气将自己悬浮在木星大气层上。现在,我们从未在木星上发现被我们探测到的漂流者,这是一篇非常具有投机性的论文,是基于对我们自己的海洋和生物的了解得出的思考,没有任何迹象表明这种事情可以确实存在于木星上。

但木星上确实存在一些有趣的与生命有关的化学的可能性,木星上层大气中的化学物质确实包括水,氨和甲烷以及大量的氢气形式的气体,这些恰好是斯坦利·米勒(Stanley Miller)和哈罗德·乌里(Harold Urey)在1952年进行的有趣实验中使用的气体。

他们想重现地球早期的条件,看看是否能产生最初的益生元化学反应,人们认为这些化学反应最终带来了地球生命的曙光。他们所做的是使水蒸气通过氢气,氨气和甲烷气体的混气体。然后,他们对该混合物进行定期放电以模拟雷电。之后,他们观察另一面出现的东西,至少可以说这是一件有趣的事情。

他们从混合物中发现了许多有机化合物。最重要的是,一开始他们发现了许多构成生命的氨基酸。2007年,实验中的原始密封样品被重新检查,一系列的结果表明全部20种地球上的生命所需要的氨基酸,从那时起,就已经出现了。之后,人们对地球早期大气的模型进行了多次修改。

结果,在米勒和尤里的工作的基础上,已经进行了许多的后续实验,这些实验的范围从能源的转变到火山(而不是闪电)都有覆盖,添加了新的化学混合物,这些混合物更准确地类似于人们认为早期的大气。这些实验的许多结果,是创造了比米勒和尤里的实验还要多的有机分子类型,这些实验至少使“几十亿年前,生命的化学基础起源于地球上某个火山岛上”这件事,看起来是有可能的。

对于木星来说,这确实是一个更困难的过程,尽管它确实具有极其强大的闪电,并且不存在热量短缺。问题在于它非常不稳定的的大气层中。气体在木星上的循环,是通过在某些区域中上升而在其他区域中下降而实现的,而且任何生物,包括微生物在内的生命,当在深处循环时,将不得不应对不可思议的高温和高压。

正如萨根在其电视连续剧《宇宙》中,关于这一主题的一段中,所指出的那样,这类生物必须非常迅速地繁殖。尽管在木星大气中生活的前景,是这种动荡的大气中的某种延伸,但宇宙中可能会存在气体巨星,甚至宇宙中的棕矮星,他们都足够平静,以在其高层大气中至少保留某种形式的微生物生命,甚至可能更多。在2016年底爱丁堡大学杰克·耶茨及其同事的论文中,以下链接 ,他们详细介绍了棕矮星拥有某种生命形式的假设方法。

他们指出,某些棕矮星的高空大气层,可能处于压力、温度都与地球相似的温和条件下。依靠上升气流,在棕矮星上这样的区域可能存在生命。这为寻找宇宙中的生命开辟了广阔的新领域。2013年,发现了一个名为WISE 0855-0714的棕矮星,并且似乎在其高层大气中漂浮着水基云团。根据萨根和萨尔皮特的研究,他们将这种思维应用于棕矮星并得出结论,是的,那里可能存在生命。 詹姆斯·韦伯太空望远镜计划深入研究近距离的棕矮星,例如距离我们仅7光年的WISE 0855-0714。

尽管很难想象,原生生物最开始会在木星或棕矮星的大气层这样的地方进化,但有人建议,漂浮在大气中的尘土可能会在一个固态星球做到这一点,甚至按照泛种论的说法,微生物生命是被小行星带来的。可以想象这种被居住的气体星球可能很少见,但似乎至少有可能是假想的,而且在将来,当我们检测到生命证据时,也许它可能来自棕矮星的大气的光谱。

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