NASA欧罗巴快船任务有能力从单个细胞中探测到外星生命

NASA欧罗巴快船任务有能力从单个细胞中探测到外星生命 当你想到地球以外的生命可能首先出现在哪里时，你可能会认为是火星，或者是某个向我们传送信息的遥远系外行星。但令人惊讶的是，最有希望的地方似乎是我们太阳系中气态巨行星的冰卫星。土星的卫星土卫二（Enceladus）和木星的卫星木卫二（Europa）都被认为在其冰壳下含有全球性海洋，其条件和关键分子可以支持生命的存在。为了更好地了解木卫二的状况，美国宇航局将在今年晚些时候向其中一颗卫星派出一个任务。欧罗巴快船号航天器将围绕木卫二运行并对其进行分析，在距离木卫二表面25千米（16英里）的低空俯冲，绘制木卫二的构成和地质图，收集木卫二内部海洋的测量数据，甚至收集和分析可能以羽流形式喷出的冰粒和尘埃。不过，虽然它的设计初衷并不是猎杀生命，但一项新的研究表明，它是有能力发现外星生命的。由华盛顿大学和柏林自由大学的科学家领导的研究小组进行了一项实验，以了解欧罗巴快船的仪器能否探测到包裹在冰粒中的微生物。为了模拟宇宙飞船从欧罗巴羽流中收集数据时将经历的情况，研究人员向真空中发射了一束薄薄的液态水，然后用激光激发水滴，并用质谱仪对其进行分析，以找出其中的成分。代替外星人的是Sphingopyxis alaskensis，这是 一种常见的细菌，在寒冷、缺乏营养的环境中生长，比如阿拉斯加附近的海域。这类微生物被脂膜包裹，可以在海洋表面形成一层浮渣，最后随海雾飘散在空气中。如果木卫二的海洋中也存在类似的生命，那么它就有可能乘着这些冰粒进入太空，克利伯的质谱仪可以在太空中检测到它们带负电荷的脂肪酸和脂质。欧罗巴海洋表面的有机物质（橙色）如何通过空气传播并被欧罗巴快船的仪器探测到的示意图波斯特伯格等人（2018）/《自然》"我们在这里描述了一种看似可行的方案，即细菌细胞如何在理论上融入冰物质中，这种冰物质是由恩克拉多斯或木卫二上的液态水形成的，然后被排放到太空中，"该研究的第一作者法比安-克伦纳（Fabian Klenner）说。"对我来说，寻找脂质或脂肪酸比寻找DNA构件更令人兴奋，原因是脂肪酸似乎更稳定。"研究小组发现，该仪器可以检测到单个冰粒中小至一个细胞的生物样本。克伦纳说："我们首次证明，即使是极小部分的细胞物质也能通过航天器上的质谱仪识别出来。我们的结果让我们更有信心，利用即将推出的仪器，我们将能够探测到与地球上类似的生命形式，我们越来越相信，这些生命形式可能存在于含有海洋的卫星上。"虽然我们对发现其他行星和卫星有可能支持生命的证据的故事几乎已经麻木了，但终于有一个可以探测到真正的外星生命（如果有的话）的故事还是非常令人兴奋的。我们将密切关注克利伯号于2030年抵达欧罗巴星时的情况。这项研究发表在《科学进展》杂志上。 ... PC版： 手机版：

韦伯望远镜发现系外行星生命迹象

韦伯望远镜发现系外行星生命迹象 （法新社巴黎17日电） 科学家运用韦伯望远镜，在太阳系外行星的大气层探测到地球上仅由生物过程产生的气体的化学指纹，他们说，这是系外行星可能存在生命迄今最有力的「迹象」，但也有人表示质疑。 科学界一直激烈争论，距离我们124光年、位于狮子座的K2-18b行星，是否是能容纳微生物生命的海洋世界。 #天文 #科技 #吃瓜 #曝光

系外行星K2-18b上发现生命的证据可信度有多高？专家的观点可能让人失望

系外行星K2-18b上发现生命的证据可信度有多高？专家的观点可能让人失望 艺术家描绘的海洋世界景观。资料来源：Shang-Min Tsai/UCRK2-18b上的生命证据2023 年，有诱人的报道称，在 K2-18b 行星的大气层中发现了一种生物特征气体，它似乎具备使生命成为可能的若干条件。许多系外行星，即围绕其他恒星运行的行星，都很难与地球相提并论。它们的温度、大气层和气候让人很难想象地球上会有生命存在。艺术家的概念图展示了根据科学数据绘制的系外行星K2-18 b的样子。资料来源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）、Nikku Madhusudhan（IoA）K2-18b 上的独特条件然而，K2-18b却有些不同。"这颗行星获得的太阳辐射量几乎与地球相同。如果剔除大气这个因素，K2-18b的温度接近地球，这也是发现生命的理想环境，"UCR项目科学家、论文作者蔡尚民说。K2-18b的大气层主要是氢气，与我们以氮为主的大气层不同。但有人猜测K2-18b像地球一样拥有水海洋。这使得K2-18b有可能是一个"Hycean"世界，也就是氢大气和水海洋的结合体。去年，剑桥大学的一个研究小组利用 JWST 发现了 K2-18b 大气中的甲烷和二氧化碳其他元素可能指向生命迹象。蔡说："就寻找生命而言，锦上添花的是，去年这些研究人员报告说，在该行星的大气层中初步探测到了二甲基硫化物，即DMS，它是由地球上的海洋浮游植物产生的。二甲基硫醚是地球上空气中硫的主要来源，可能在云的形成过程中发挥作用。"在这幅插图中，NASA 詹姆斯-韦伯太空望远镜上的多层遮阳板在天文台的蜂巢镜下伸展开来。图片来源：NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez检测 DMS 所面临的挑战由于望远镜的数据没有得出结论，加州大学洛杉矶分校的研究人员希望了解在距离地球约120光年的K2-18b上是否能积累足够的DMS，达到可探测的水平。对于如此遥远的行星，获取大气中化学物质的物理样本是不可能的。"韦伯望远镜发出的DMS信号并不强烈，在分析数据时仅以某些方式显示出来，"蔡说。"我们想知道，我们是否能确定这似乎是关于DMS的一个暗示"。根据考虑到 DMS 的物理和化学特性以及氢基大气的计算机模型，研究人员发现数据不太可能显示 DMS 的存在。蔡说："信号与甲烷强烈重叠，我们认为从甲烷中挑出DMS超出了这台仪器的能力。"不过，研究人员认为，DMS 有可能积累到可检测到的水平。要做到这一点，浮游生物或其他生命形式必须产生比地球上多 20 倍的 DMS。加强检测技术由于系外行星距离地球遥远，探测系外行星上的生命是一项艰巨的任务。为了找到DMS，韦伯望远镜需要使用一种比去年使用的仪器更能探测大气中红外线波长的仪器。幸运的是，该望远镜将在今年晚些时候使用这种仪器，从而明确揭示K2-18b上是否存在DMS。"系外行星上的最佳生物特征可能与我们今天在地球上发现的最丰富的生物特征大不相同。在富含氢大气的行星上，我们可能更有可能发现由生命制造的二甲基亚砜，而不是像地球上那样由植物和细菌制造的氧气，"该研究的资深作者、加州大学洛杉矶分校天体生物学家埃迪-施维特曼（Eddie Schwieterman）说。鉴于在遥远的行星上寻找生命迹象的复杂性，一些人对研究人员的持续动机表示怀疑。"我们为什么要继续探索宇宙，寻找生命迹象？想象一下，你在夜间露营时，听到了什么声音。你会本能地用光照一照，看看外面有什么。在某种程度上，这也是我们正在做的事情。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA新一代系外行星成像技术推进了地外生命的搜寻工作

NASA新一代系外行星成像技术推进了地外生命的搜寻工作 该仪器由位于南加州的喷气推进实验室设计和制造，最近通过了发射前的一系列关键测试。其中包括确保仪器的电子元件不会干扰天文台其他部分的电子元件，反之亦然。JPL罗曼摄谱仪项目副经理赵峰说："这是建造航天器仪器的一个重要阶段，也是一个令人紧张的阶段，要测试一切是否都能按预期运行。但我们有一个了不起的团队，他们建造了这个东西，它以优异的成绩通过了电气元件测试。"日冕仪可以阻挡来自恒星等明亮宇宙天体的光线，这样科学家就可以观测到被强光遮挡的附近天体（类似于汽车遮阳板带来的效果）。行星反射或发射的光线携带着有关行星大气中化学物质的信息以及其他潜在的宜居迹象，因此日冕仪很可能成为寻找太阳系外生命的重要工具。JPL 科学家凡妮莎-贝利（Vanessa Bailey）站在南希-格蕾丝-罗曼日冕仪（Nancy Grace Roman Coronagraph）后面，该日冕仪正在 JPL 进行测试。冕仪的大小与一架婴儿三角钢琴差不多，其设计目的是阻挡星光，让科学家能够看到太阳系外行星发出的微弱光线。图片来源：NASA/JPL-Caltech但是，如果科学家们试图获取另一个太阳系（大小相同，距离与太阳类似的恒星的距离相同）中一颗类地行星的图像，即使使用当今最好的日冕仪和最强大的望远镜，他们也无法在恒星的强光下看到这颗行星。罗曼日冕仪旨在改变这种模式。该仪器的创新之处在于可以观测到在大小和与恒星的距离上与木星相似的行星。罗曼日冕仪团队预计，这些进步将有助于在未来的天文台上观测到更多的类地行星。作为一项技术演示，罗曼日冕仪的主要目标是测试以前从未在太空中飞行过的技术。具体来说，它将测试比现有技术至少好 10 倍的复杂光阻断能力。科学家们希望能进一步提高它的性能，以观测可能产生新科学发现的挑战性目标。对 Roman Coronagraph 进行无线电波攻击测试以测试其对杂散电信号的反应。测试是在一个内衬有泡沫衬垫的室内进行的，泡沫衬垫可以吸收电波，防止电波从墙壁上反弹。资料来源：NASA/JPL-Caltech即使在日冕仪阻挡恒星光线的情况下，行星仍然会非常暗淡，可能需要整整一个月的观测才能获得遥远世界的清晰图像。为了进行这些观测，该仪器的照相机检测单个光子或单个光粒子，这使得它比以前的日冕仪灵敏得多。这就是最近的测试至关重要的原因之一：向航天器部件供电的电流会产生微弱的电信号，模仿日冕仪敏感相机中的光线这种效应被称为电磁干扰。与此同时，来自日冕仪的信号同样会干扰罗曼号的其他仪器。任务需要确保望远镜在距离地球 100 万英里（约 150 万公里）的隔离、电磁安静的环境中运行时，这两种情况都不会发生。因此，一组工程师将完全组装好的仪器放入 JPL 的一个特殊隔离电磁静音室中，并将其开足马力。他们测量了仪器的电磁输出，以确保其低于在罗曼号上运行所需的水平。研究小组使用注入钳、变压器和天线来产生电干扰和无线电波，这些干扰和无线电波与望远镜其他部分产生的干扰和无线电波类似。然后，他们测量了仪器的性能，寻找相机图像中是否存在过大的噪音，以及光学装置是否有其他不必要的反应。"我们用天线产生的电场强度与电脑屏幕产生的电场强度差不多，"JPL 的罗曼-日冕仪电气系统工程师克莱门特-盖顿（Clement Gaidon）说。JPL的罗曼-日冕仪电气系统工程师克莱门特-盖顿（Clement Gaidon）说："从各方面考虑，这都是一个很好的水平，但我们机载的硬件非常敏感。总的来说，仪器在电磁波中的导航工作非常出色。感谢团队在创纪录的时间内完成了这次测试活动！"从日冕仪技术演示中学到的经验将与罗曼太空望远镜的主要任务分开，后者包括多个科学目标。这项任务的主要工具是宽视场仪器，其目的是生成一些有史以来从太空拍摄的最大的宇宙图像。这些图像将使罗曼望远镜能够对恒星、行星和星系等宇宙天体进行开创性的观测，并研究宇宙中物质的大尺度分布。例如，通过反复拍摄银河系中心的图像就像拍摄一部历时多年的延时电影宽视场仪器将发现数以万计的新系外行星。(这种行星调查将与日冕仪的观测分开）。罗曼还将绘制宇宙三维地图，探索星系是如何形成的，以及宇宙膨胀加速的原因，测量天文学家所说的"暗物质"和"暗能量"的影响。凭借这些广泛的能力，罗曼将帮助回答有关我们宇宙大小特征的问题。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

小行星龙宫曾经富含水日本研究团队在《自然通讯》上公布研究成果，通过对探测器“隼鸟2号”在小行星“龙宫”采集到的沙石等样本进行分析

小行星龙宫曾经富含水 日本研究团队在《自然通讯》上公布研究成果，通过对探测器“隼鸟2号”在小行星“龙宫”采集到的沙石等样本进行分析，发现了龙宫曾经富含水的证据。该团队还确认沙石中含有作为氨基酸来源的丙酮酸等共 84 种化学物质。研究有望为探明海洋和生命起源提供线索。“龙宫”位于“小行星带”中，在地球和火星的轨道附近绕行。小行星被认为保留了地球诞生前太阳系的化学组成，有说法认为它们是生命所必需的氨基酸和水等物质的供应来源。团队从在“龙宫”地表和地下采集到的沙石中提取了成分。由于接触水后形态会发生变化并分解的名为“丙二酸”的物质含量很低，因此得出结论认为“龙宫”上曾经存在大量的水。 via Solidot

天文学家在系外行星WASP-76b上首次探测到了类似彩虹的光环

天文学家在系外行星WASP-76b上首次探测到了类似彩虹的光环 每种光彩都是独一无二的，这取决于行星大气层的成分和照亮它的恒星发出的光的颜色。WASP-76（WASP-76b的"太阳"）是一颗黄白色的主序星，就像我们的太阳一样，但不同的恒星会产生不同颜色和图案的光辉。图片来源：欧空局，由 ATG 根据欧空局合同完成。CC BY-SA 3.0 IGO这种现象在地球上经常出现，但在另一颗行星金星上只发现过一次。如果得到证实，这第一颗太阳系外的光辉将揭示更多关于这颗令人费解的系外行星的本质，并为如何更好地了解陌生而遥远的世界带来令人兴奋的启示。在系外行星WASP-76b阳光下难以忍受的光和热与其黑暗面无尽的黑夜之间，可能存在着第一种太阳系外的"光彩"。这种效果类似于彩虹，当光线从一种由完全均匀但迄今未知的物质组成的云层上反射出来时，就会产生这种效果。葡萄牙天体物理学和空间科学研究所的天文学家、该研究的第一作者奥利维尔-德曼吉翁解释说："在太阳系外从未见过光辉是有原因的它需要非常奇特的条件。首先需要大气粒子接近完美的球形，完全均匀且足够稳定，以便进行长时间观测。行星附近的恒星需要直接照射到它，而观测者Cheops的方位恰到好处。"2011 年 7 月 24 日在金星上看到的"光辉"的假彩合成图像。该图像由金星监测相机拍摄的紫外线、可见光和近红外波长的三幅图像组成。这些图像的拍摄间隔为 10 秒钟，由于航天器的运动，这些图像并没有完全重叠。从 6000 公里外的航天器上看到的光斑直径为 1200 公里。图片来源：ESA/MPS/DLR/IDA如果得到证实，这首缕系外行星的光辉将为进一步了解行星和形成它的恒星提供一个美丽的工具。研究系外行星的欧空局研究员马修-斯坦丁（Matthew Standing）解释说："重要的是要记住我们正在目睹的令人难以置信的规模。WASP-76b在几百光年之外一颗炙热的气态巨行星上，很可能下着熔铁雨。尽管一片混乱，但我们似乎已经探测到了光辉的潜在迹象。这是一个非常微弱的信号。"这一结果展示了欧空局契奥普斯飞行任务在探测遥远世界上从未见过的微妙现象方面的威力。这幅插图显示了系外行星 WASP-76b 的夜景。这颗超高温巨型系外行星的白天温度高达 2400 摄氏度以上，足以使金属蒸发。强风将铁蒸气带到较冷的夜侧，在那里凝结成铁滴。在图像的左侧，我们看到了系外行星的傍晚边界，从白天过渡到夜晚。图片来源：ESO/M.KornmesserWASP-76b是一颗超热的类木星行星。虽然它的质量比我们的木星小10%，但体积却几乎是它的两倍。这颗系外行星紧紧地围绕着它的主恒星运行，其距离比焦黑的水星围绕太阳运行的距离还要近12倍，因此它被强烈的辐射"膨化"了。自2013年被发现以来，WASP-76b一直受到密切关注，并出现了一幅奇异的地狱图景。这颗行星的一面始终面向恒星，温度高达2400摄氏度。在这里，在地球上会形成岩石的元素会熔化并蒸发，只会在温度稍低的夜间一侧凝结，形成滴下熔铁雨的铁云。但是，WASP-76b的"肢体"当它从宿主恒星前方经过时看到的最外围区域存在明显的不对称，或者说"古怪"，这让科学家们感到困惑。在这项揭示性研究中，还分析了来自欧空局和美国国家航空航天局不同任务的数据，包括TESS、哈勃和斯皮策，但当欧空局的"Cheops"和美国国家航空航天局的TESS合作时，荣耀现象的蛛丝马迹才开始显现。地球上空轨道上的 CHEOPS 的艺术印象。图中卫星的望远镜盖是关闭的。图片来源：ESA / ATG medialab当WASP-76b从它的类太阳恒星前方和周围经过时，Cheops对它进行了密集的监测。经过三年的 23 次观测，数据显示来自该行星东部"终结者"黑夜与白昼的交界处的光量出现了惊人的增长。这使得科学家们能够厘清并确定信号的来源。奥利维尔解释说："这是第一次在系外行星的亮度（即其'相位曲线'）上探测到如此剧烈的变化。这一发现让我们假设，这种意想不到的光芒可能是由一种强烈的、局部的和各向异性的（与方向有关的）反射造成的，这就是光辉效应"。虽然光晕效应会产生类似彩虹的图案，但两者并不相同。彩虹的形成是由于阳光穿过具有一定密度的介质，到达具有不同密度的介质例如从空气到水使其路径发生弯曲（折射）。不同波长的光线会发生不同程度的弯曲，从而使白光分成各种颜色，形成我们熟悉的彩虹圆弧。金星（左）和地球（右）上光辉现象的模拟视图，未考虑任何雾霾或背景云亮度的影响。当阳光照射到云滴上时，就会出现光晕现象，地球上的云滴是水滴，而金星上的云滴是硫酸滴。金星上的光彩与地球上的光彩在外观上的主要区别不在于成分，而在于颗粒大小。地球上的云滴直径通常在 10 到 40 千分之一毫米之间，而金星上云顶的云滴要小得多，直径通常不超过 2 千分之一毫米。正因为如此，彩色条纹之间的距离比在地球上要远。图片来源：C. Wilson/P.拉文而"光环"则是光线在狭窄的开口之间穿过时形成的，例如在云或雾中的水滴之间。同样，光的路径会发生弯曲（在这种情况下是衍射），通常会形成同心色环，光波之间的干涉会形成明暗相间的色环图案。光辉效应的证实意味着存在由完美球形液滴组成的云层，这种云层至少持续了三年，或者正在不断补充。要想让这种云持续存在，大气层的温度也需要长期保持稳定这将是对 WASP-76b 可能发生的事情的一个引人入胜的详细了解。重要的是，能够在如此遥远的地方探测到如此微小的奇迹，将教会科学家和工程师如何探测其他难以观测但却至关重要的现象。例如，液态湖泊和海洋反射的阳光这是宜居性的一个必要条件。欧空局即将进行的阿里尔飞行任务的项目科学家特雷莎-吕夫廷格解释说："要最终确定这种引人入胜的'额外光线'是一种罕见的光彩，还需要进一步的证明。NASA/ESA/CSA詹姆斯-韦伯太空望远镜上搭载的NIRSPEC仪器进行的后续观测就可以做到这一点。欧空局即将执行的阿里尔任务也可以证明它的存在。我们甚至可以发现其他系外行星闪耀着更多绚丽的色彩。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：