外星冒名頂替者：有氧氣的行星不一定有生命

在探索太陽系近處和遠處的生命時，研究人員通常認為，行星大氣中存在氧氣是生命存在的最可靠跡象。然而，約翰霍普金斯大學的一項新研究建議重新考慮這一經驗法則。在實驗室里模擬太陽系外行星的大氣層，研究人員成功地創造出了有機化合物和氧氣，而生命卻不存在。

12月11日，美國化學學會(ACS)《地球與空間化學》(Earth and Space Chemistry)雜誌發表了上述研究結果。對於那些認為遙遠星球上存在氧氣和有機物是那裡存在生命的證據的研究人員來說，這些發現是一個警示。「我們的實驗產生的氧氣和有機分子,可以作為生命的基石在實驗室里,證明沒有明確表明生活的存在,」(他說,助理研究員約翰霍普金斯大學地球和行星科學系的,這項研究的第一作者。「研究人員需要更仔細地考慮這些分子是如何產生的。」

氧氣佔地球大氣的20%，被認為是地球大氣中最強大的生物特徵氣體之一。然而，在尋找太陽系外生命的過程中，人們對不同的能源如何引發化學反應以及這些反應如何能產生氧氣等生物特徵知之甚少。儘管其他研究人員已經在電腦上運行光化學模型來預測系外行星的大氣層可能會產生什麼，但據他所知，此前還沒有在實驗室進行過此類模擬。

研究團隊在地球與行星科學助理教授、論文合著者薩拉?霍斯特(Sarah Horst)的實驗室中一個特別設計的行星煙霧(PHAZER)室中進行了模擬實驗。研究人員測試了9種不同的氣體混合物，與超級地球和迷你海王星類型的系外行星大氣的預測一致;這些系外行星是我們銀河系中數量最多的行星。每種混合物都含有特定的氣體成分，如二氧化碳、水、氨和甲烷，每種混合物的加熱溫度在華氏80至700度之間。

他和研究小組讓每種氣體混合物進入噬菌體裝置，然後將混合物暴露在兩種能量下，一種是模擬在行星大氣中引發化學反應的能量:交流輝光放電產生的等離子體，另一種是紫外線燈發出的光。等離子體是一種比紫外線更強的能量源，它可以模擬閃電和/或高能粒子等電活動，而紫外線是地球、土星和冥王星等行星大氣中化學反應的主要驅動因素。

在連續進行了3天的實驗後，研究人員用質譜儀測量並識別出產生的氣體。質譜儀是一種根據物質的質量與電荷比對化學物質進行分類的儀器。研究小組發現，在多種情況下，氧氣和有機分子都能生成糖和氨基酸(生命起源的原材料)，比如甲醛和氰化氫。他說:「人們過去認為氧氣和有機物共同存在表明生命存在，但我們在多次模擬中無生命地產生了它們。」「這表明，即使是共同存在的普遍接受的生物簽名也可能是對生命的假陽性。」

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