温室气体的发现表明先进的外星文明可能正在积极改造遥远的行星

温室气体的发现表明先进的外星文明可能正在积极改造遥远的行星 艺术家构想的正在进行地球化的系外行星。在遥远的行星上检测到特定的强效温室气体，可能会指向正在进行地球化的先进文明。图片来源：Thibaut Roger/伯尔尼大学如果外星人改造了太阳系中的一颗行星，使其变得更温暖，我们就能分辨出来。加利福尼亚大学河滨分校的一项新研究确定了人造温室气体，这些气体是地球改造过的行星的特征。一颗经过地形改造的行星已被人工改造成适合生命生存。利用现有技术，即使太阳系外行星大气中的气体浓度相对较低，也能检测到研究中描述的气体。这可能包括詹姆斯-韦伯太空望远镜或未来欧洲主导的太空望远镜概念。包括人造大气气体在内的各种行星技术信号图示。资料来源：Sohail Wasif/加州大学河滨分校虽然在地球上必须控制这些污染气体，以防止对气候造成有害影响，但在系外行星上也有可能故意使用这些气体。"对我们来说，这些气体是有害的，因为我们不想加剧气候变暖。但是，如果一个文明想要阻止即将到来的冰河时期，或者像人类为火星提出的那样，在他们的星系中对一颗不适合居住的行星进行地球化改造，那么这些气体对他们来说就是好的。"UCR天体生物学家、该研究的主要作者爱德华-施维特曼（Edward Schwieterman）说。由于这些气体在自然界中不可能大量存在，因此它们必须是人工制造的。因此，找到它们将是智慧生命、使用技术的生命形式的标志。这种迹象被称为技术特征。研究人员提出的这五种气体在地球上被用于制造计算机芯片等工业用途。它们包括甲烷、乙烷和丙烷的氟化版本，以及由氮和氟或硫和氟制成的气体。最新发表的一篇《天体物理学杂志》论文详细介绍了这些气体作为地球改造气体的优点。一颗假想的类地行星的定性中红外透射和发射光谱，该行星的气候已被人工温室气体改变。资料来源：Sohail Wasif/UCR它们的一个优点是，它们是非常有效的温室气体。例如，六氟化硫的增温能力是二氧化碳的 23500 倍。相对少量的六氟化硫就能将冰冻星球加热到液态水可以在其表面持续存在的程度。至少从外星人的角度来看，拟议气体的另一个优点是它们的寿命特别长，可以在类似地球的大气层中持续存在长达5万年。施维特曼说："它们不需要经常补充，就能维持适宜的气候。"还有人建议将制冷剂化学品（如氯氟化碳）作为技术特征气体，因为它们几乎完全是人造的，在地球大气中是可见的。然而，氟氯化碳可能并不具有优势，因为它们会破坏臭氧层，而新论文中讨论的全氟化气体则不同，它们具有化学惰性。施维特曼说："如果另一种文明的大气层富含氧气，那么他们也会希望保护臭氧层。氯氟化碳在催化臭氧层破坏的同时，也会在臭氧层中分解。由于 CFCs 更容易分解，其寿命也很短，因此更难被检测到。"最后，氟化气体必须吸收红外线辐射才能对气候产生影响。这种吸收会产生相应的红外线特征，可以用天基望远镜探测到。利用现有或计划中的技术，科学家可以在某些附近的系外行星系统中探测到这些化学物质。在地球这样的大气层中，每一百万个分子中只有一个可能是这些气体中的一种，而且有可能被探测到，这种气体浓度也足以改变气候。为了得出这一计算结果，研究人员模拟了距离地球约 40 光年的 TRAPPIST-1 系统中的一颗行星。他们之所以选择这个包含七颗已知岩质行星的系统，是因为它是除了我们自己的行星系统之外研究得最多的行星系统之一。对于现有的天基望远镜来说，它也是一个现实的考察目标。研究小组还考虑了欧洲 LIFE 任务探测氟化气体的能力。LIFE 任务能够利用红外光直接为行星成像，这使它能够比韦伯望远镜瞄准更多的系外行星。这项工作是与瑞士联邦理工学院/行星研究所的丹尼尔-安格豪森（Daniel Angerhausen）以及美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心、蓝玉太空科学研究所和巴黎大学的研究人员合作完成的。虽然研究人员无法量化在不久的将来发现这些气体的可能性，但他们相信，如果存在这些气体，完全有可能在目前计划的行星大气特征描述任务中探测到它们。施维特曼说："如果望远镜已经因为其他原因对行星进行了特征描述，那么就不需要额外的努力来寻找这些技术特征了。如果能找到它们，那将是令人瞠目结舌的惊人发现。"研究小组的其他成员不仅对发现智慧生命迹象的潜力充满热情，而且还对目前的技术使我们离这一目标越来越近表示赞同。"我们的思想实验表明，我们的下一代望远镜将是多么强大。我们是历史上第一代拥有在银河系附近系统地寻找生命和智慧的技术的人，"安格豪森补充道。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现最有力外星生命证据，K2-18b或为类地海洋行星

科学家发现最有力外星生命证据，K2-18b或为类地海洋行星 天文学家在距离地球124光年的系外行星K2-18b上发现了强烈的生物活动迹象，被认为是迄今最有力的外星生命证据。研究人员通过詹姆斯・韦伯太空望远镜，在其大气层中检测到地球上仅由生物体产生的二甲基硫醚（DMS）和二甲基二硫醚（DMDS）。 K2-18b是一颗围绕红矮星运行、体积为地球8.6倍的富氢“海洋行星”，其环境可能类似地球早期的海洋生态。剑桥大学专家指出，尚无已知的非生物过程能解释这些有机分子的浓度，尽管目前尚不能断言生命确凿存在。

在泰国，一名感染新冠病毒的儿童在接受治疗后，眼睛的颜色从淡褐色变成了紫色。

在泰国，一名感染新冠病毒的儿童在接受治疗后，眼睛的颜色从淡褐色变成了紫色。 在泰国朱拉蓬皇家学院医院，一名 6 个月大的婴儿因新冠肺炎住院，在接受抗病毒药物法匹拉韦治疗的第一天，眼睛就变色了。它们从深棕色变成深紫色。 法匹拉韦用于对抗各种含有 RNA 的病毒。它能够中断微生物中遗传物质的复制：当病毒创建其 RNA 副本时，药物会渗透这些正在生长的分子并引起突变。

革命性三维快照揭示光合作用背后的“秘密机器”

革命性三维快照揭示光合作用背后的“秘密机器” 图片显示的是植物 RNA 聚合酶 PEP 的高分辨率三维模型，它在光合作用中发挥着核心作用。图片来源：Paula Favoretti Vital do Prado 和 Johannes Pauly / MPI-NAT, UMG没有光合作用，就没有空气可呼吸光合作用是地球上所有生命的基础。这一复杂的过程使植物能够利用太阳光能将二氧化碳和水转化为化学能和氧气。这一转化过程在叶绿体中进行，叶绿体是光合作用的核心。叶绿体是在进化过程中形成的，当时今天植物细胞的祖先吸收了一种光合蓝藻。随着时间的推移，这种细菌越来越依赖于它的"宿主细胞"，但仍保留了一些重要的功能，如光合作用和细菌基因组的一部分。因此，叶绿体仍然拥有自己的DNA，其中包含"光合作用机器"关键蛋白质的蓝图。从 PEP 到能源马克斯-普朗克多学科科学研究所（MPI）研究组组长、哥廷根大学医学中心教授、哥廷根"多尺度生物成像"（MBExC）英才集群成员豪克-希伦（Hauke Hillen）教授博士解释说："一种独特的分子复制机器，即名为 PEP 的 RNA 聚合酶，从叶绿体的遗传物质中读取遗传指令。希伦强调说，它对于激活光合作用所需的基因至关重要。没有正常运作的 PEP，植物就不能进行光合作用，就会变成白色而不是绿色。"不仅复制过程复杂，复制机器本身也很复杂：它由一个多亚基核心复合体（其蛋白质部分在叶绿体基因组中编码）和至少 12 个相关蛋白质（称为 PAPs）组成。植物细胞的核基因组为这些蛋白提供了蓝图。汉诺威莱布尼茨大学植物学研究所教授 Thomas Pfannschmidt 博士说："到目前为止，我们已经能够从结构和生物化学角度描述叶绿体复制机的一些单独部分，但我们还缺乏对其整体结构和单个 PAPs 功能的精确了解。"3D 详细快照通过密切合作，豪克-希伦（Hauke Hillen）和托马斯-普范施密特（Thomas Pfannschmidt）领导的研究人员现在首次成功地以 3.5 埃（比毫米小 3500 万倍）的分辨率对 19 个亚基的 PEP 复合物进行了三维可视化。"我们从植物研究的典型模式植物白芥子中分离出了完整的 PEP，"Pfannschmidt 团队的成员、现发表在《分子细胞》（Molecular Cell）杂志上的这项研究的第一作者之一弗雷德里克-阿伦斯（Frederik Ahrens）介绍说。随后，科学家们利用冷冻电子显微镜创建了由 19 个部分组成的 PEP 复合物的详细三维模型。为此，研究人员对样本进行了超高速速冻。然后，研究人员从多个角度对复制机进行了数千次拍摄，直至原子级别，并通过复杂的计算机计算将它们组合成一个整体图像。"结构快照显示，PEP 核心与其他 RNA 聚合酶（如细菌或高等细胞的细胞核）中的核心相似。然而，它包含叶绿体特有的特征，这些特征介导了与 PAPs 的相互作用。后者只有在植物中才能发现，而且它们的结构非常独特，"国际植物研究所博士生、MBExC 赫莎-斯波纳学院成员、该研究的第一作者 Paula Favoretti Vital do Prado 解释说。科学家们已经假定，PAPs 在读取光合作用基因的过程中发挥着各自的功能。"我们可以看到，这些蛋白质以一种特殊的方式排列在 RNA 聚合酶核心周围。根据它们的结构，PAPs很可能以各种方式与核心复合体相互作用，并参与基因读取过程，"Hillen补充说。了解光合作用的演变研究小组还利用数据库寻找进化线索。他们希望找出在其他植物中观察到的复制机结构是否相似。Pfannschmidt 说："我们的研究结果表明，PEP 复合物的结构在所有陆生植物中都是相同的。关于叶绿体 DNA 复制过程的新发现有助于我们更好地了解光合作用机器生物发生的基本机制。这些发现对未来的生物技术应用也很有价值。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新研究重塑我们对外星世界宜居带的探索

新研究重塑我们对外星世界宜居带的探索 经典的"宜居带"通常被俗称为"金发女郎带"，通常是指恒星周围条件允许地表液态水存在的区域，进而包括我们所理解的生命。然而，万德尔教授的研究提供了一个全新的视角，说明冰川下液态水的存在可以大大扩展这一区域。向内和向外扩展宜居带这项研究的主要发现之一是有可能将紧紧环绕 M-矮星的潮汐锁定行星的"宜居带"向内扩展，M-矮星经常被认为是探测系外行星生命光谱证据（即所谓的生物特征）的候选行星。这项研究描述了大气层和液态水如何在这些行星上共存，从而将宜居带的界限推得比以前设想的更远。各种气候和大气模型下的宜居带边界，作为相对于地球从主恒星接收的辐射通量的函数。虚线代表本研究中提出的因亚冰川液态水而扩展的边界。绿色实线和绿色阴影表示保守的宜居带边界。红色曲线表示潮汐锁定区（其右侧的行星被锁定）。圆圈表示太阳系中的陆地行星和几颗围绕 M-矮星运行的.地球大小的系外行星。资料来源：Amri Wandel此外，该研究还推测，冰川下液态水还能将宜居带扩大到保守宜居带的外部界限之外。这些发现揭示了在比以前设想的更加多样化的系外行星上存在液态水的可能性，为寻找地外生命提供了诱人的机会。这项研究的一个值得注意的意义是它与詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）最近的观测结果的联系。在岩质地球大小的系外行星GJ 486 b上可能发现了大气中的水蒸气，在超地球系外行星K2-18b上发现了海洋的证据，这些都暗示了液态水的存在，可能是有机化学，以及在这类天体上存在生命的可能性。这一发现为解决绕 M-矮星运行的系外行星是否能够维持宜居条件这一长期存在的问题提供了实证依据。Wandel教授说："这项工作表明，红矮星的宜居带可能比以前假设的要宽得多，宜居带内的行星有能力维持水和大气。韦伯望远镜（Webb Telescope）最近在这类系外行星上发现了水，特别是在 K2-18 b 中，正如两个月前提交的文章中所预测的那样，后一个结论得到了经验上的支持。特别是，它可以优化 JWST 生物特征研究的目标分配和优先次序"。Wandel教授的研究阐明了紧紧环绕M矮星运行的陆地行星上的水是如何在亚冰川融化层中持续存在的，为液态水的可持续性提供了一个独特的视角。该研究进一步探讨了在各种系外行星上探测水如何有助于确定其大气特征。阿姆里-万德尔教授的研究凸显了冰川下液态水在扩大系外行星宜居带方面的变革潜力。这一发现不仅推进了我们对宇宙中宜居环境的理解，而且还照亮了我们星球之外的生命前景。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

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：