下个“地球”？科学家新发现一颗宜居行星

下个“地球”？科学家新发现一颗宜居行星 近日，多名天文学家组成的国际团队又发现了一颗非常接近于地球，可能适合人类居住的系外行星Wolf 1069 b。这颗系外行星围绕着恒星 Wolf 1069 运转，距离地球 31 光年。类地行星与宜居行星类地行星顾名思义就是类似地球的行星。这里的类似一般指结构组成与地球类似之处，即中心是一个以铁为主的金属核球，核球外包裹着以各种岩石物质组成的幔和外壳。目前我们太阳系中水星、金星、地球和火星都算是类地行星。对于太阳系内的类地行星，人类都发射过探测器进行详细的探测。通过这些探测器，人类可以了解类地行星的地形地貌，内部物质组成，磁场和气候环境等，探寻类地行星形成的历史和生命起源。而对于太阳系外类地行星的探索才刚刚拉开帷幕，人类已经陆续发现了一批太阳系外类地行星。不久的将来，这方面将会突飞猛进，发现的类地行星数目很快将成百上千乃至上万。还可以对其中的一些距离较近易观测的目标的大气性质做精确刻画，有望找到生命存在的特征信号。而对它们整体的统计和比较研究也将让我们对类地行星的形成有全新的认识。我们人类生活在地球，地球是我们目前唯一已知的适宜生命居住的星，因此发现类地行星可以说是寻找宜居行星的第一步。星球的宜居需要满足很多条件，存在液态水只是基本条件之一，还有一些条件，比如它一般是一个岩石类行星（就是之前说的类地行星），且要有一定厚度的大气保护它免受宇宙高能粒子和小行星的轰击，维持表面温度的稳定。又比如可能还需要一定的磁场保护其免受恒星风和宇宙射线的危害，还需要一个稳定的像太阳一样的宿主恒星，如果恒星有频繁、剧烈的爆发将会对行星的宜居性产生威胁。其实很难说一颗行星怎样就一定是宜居的，只能根据上面所说的基本条件选出一些可能是宜居行星的候选天体。因为就算满足了这些条件，行星也可能不宜居，因为或许还有我们不知道的条件，归根结底是我们对生命起源和演化的认识还不够彻底。聚焦 Wolf 1069 b我们是通过视向速度法发现 Wolf 1069 b 的，该方法的原理很简单。都说行星绕着太阳转，其实运动都是相对的，恒星相对行星其实也在绕转，而且二者周期是相同的。因此，监测恒星相对观测者视向速度的变化，就可以知道周围的行星。Wolf 1069 b 距离地球 31 光年的距离，在天文学尺度上，算是很近的了Wolf 1069 b 是目前第六近的处在宜居带内的类地行星，远的则有几千光年。这次寻找到的 Wolf 1069 b 的质量大概是 1-2 倍的地球质量，从一般的质量-半径关系来推测的话，很可能是一颗和地球差不多大小的岩石类行星。它满足了宜居行星的基本要求，一是从质量推测它是类地行星；二是它处在“宜居带”，离它的主星距离适中，表面温度允许液态水的存在。Wolf 1069 b 是一颗潮汐锁定的行星，类似月球也被潮汐锁定，所以自转和公转同步。月球因为被潮汐锁定，一直是固定的一面朝向我们。Wolf 1069 b 也是固定的一面朝向它的恒星，这一面永远是白天，另一面永远是黑夜。Wolf 1069 b 围绕的恒星是颗红矮星，红矮星的宜居带因为离恒星很近，容易潮汐锁定，所以可能只有在前面所说的介于白天和黑夜的过渡地带更适合居住。此外，红矮星一般比太阳的活动更加剧烈，所以需要寻找一些“反常”的比较“安静”的红矮星，它周围宜居带内的类地行星才更适合居住。生命迹象探索寻找人类“第二家园”可以初步判断 Wolf 1069 b 具有一些宜居星球需要满足的条件，但是还不能判断这颗行星上有无生命迹象。首先，太阳系外行星离我们很远，我们不能直接看到行星的表面来直接看到生命迹象，只能通过一些非常间接的手段推测，比如通过探测行星的大气成分（这一点已经比较难了，尤其是类地行星，它们的大气层太薄了，对观测仪器和技术要求很高）。即使我们能分析出行星大气的成分，那也还有一个更难的，就是什么是生命迹象的信号。我们可以基于地球生命的经验来推测，但也可能存在其他形式的生命，其生命迹象与我们已知的不同，因此有很多不确定因素的存在。未来预计还会继续监测看 Wolf 1069 b 所在系统是否还有其他行星的存在，以及获取这个行星更多的轨道参数信息，来揭示这颗行星可能的形成历史。Wolf 1069 b 的发现是对人类已知宜居行星候选体星库的一个很好的补充，标志着人类寻找宜居星道路上又前进了一步，算是一个激励吧。它的发现也启示我们搜寻宜居行星不要局限在像我们太阳这样的恒星周围，也可以在不同类型的恒星（比如 Wolf 1069 这样的红矮星）周围多尝试。 ... PC版： 手机版：

科学家发现地球生命的潜在星际起源

科学家发现地球生命的潜在星际起源 在地球上出现生命之前，基本的有机分子是由氮、硫、碳和磷等稀缺元素形成的。新的研究表明，富含这些元素的宇宙尘埃可能通过在地球上，特别是在冰原融洞中的高浓度积累，启动了前生物化学，从而有可能导致生命组成元素的形成。资料来源：NASA / JPL-Caltech事实上，生命的基本组成元素是如此稀少，以至于化学反应很快就会耗尽，如果它们真的能够进行的话。地球组成岩石的侵蚀和风化等地质过程也无法确保充足的供应，因为地壳中包含的这些元素实在太少了。尽管如此，在地球历史的前 5 亿年里，发生了一种前生物化学反应，产生了诸如RNA、DNA、脂肪酸和蛋白质等有机分子，所有生命都是在这些有机分子的基础上诞生的。所需数量的硫、磷、氮和碳从何而来？地质学家、诺米斯研究员克雷格-沃尔顿坚信，这些元素主要是以宇宙尘埃的形式来到地球的。这些尘埃是在太空中产生的，例如当小行星相互碰撞时。即使在今天，每年仍有约 3 万吨尘埃从太空落到地球上。然而，在地球诞生的早期，尘埃的数量要大得多，每年高达数百万吨。然而，最重要的是，尘埃粒子含有大量的氮、碳、硫和磷。因此，它们有可能引发化学级联反应。然而，灰尘的散布范围很广，在任何一个地方都只能发现极少量的灰尘，这一事实与上述说法相悖。沃尔顿说："但如果把运输过程包括在内，情况就会不同。风、雨或河流在大范围内收集宇宙尘埃，并以浓缩的形式沉积在某些地方。"澄清问题的新模式为了弄清宇宙尘埃是否可能是启动前生物化学（反应）的源头，沃尔顿与剑桥大学的同事们一起建立了一个模型。研究人员利用该模型模拟了在地球历史的最初 5 亿年里，有多少宇宙尘埃落到了地球上，以及这些尘埃可能在地球表面的哪些地方积聚。他们的研究现已发表在科学杂志《自然-天文学》上。该模型是与剑桥大学的沉积专家和天体物理学家合作开发的。英国研究人员专门从事行星和小行星系统的模拟研究。模拟显示，早期地球上可能存在宇宙尘埃浓度极高的地方。而且，来自太空的补给源源不断。然而，地球形成后，尘埃雨迅速锐减：5 亿年后，尘埃流比零年小了一个数量级。研究人员将偶尔出现的上升高峰归因于小行星碎裂并向地球发送了尘埃尾流。冰原上的融化洞是尘埃陷阱大多数科学家和普通人都认为，地球被岩浆海洋覆盖了数百万年；这将在很长一段时间内阻止宇宙尘埃的迁移和沉积。沃尔顿说："然而，最近的研究发现，有证据表明地球表面冷却和凝固的速度非常快，并形成了大面积的冰原。"根据模拟结果，这些冰原可能是宇宙尘埃积聚的最佳环境。冰川表面的融化孔即所谓的冷冻孔不仅会使沉积物积聚，也会使来自太空的尘粒积聚。随着时间的推移，尘埃粒子中释放出相应的元素。当它们在冰川水中的浓度达到临界值时，化学反应就会自动开始，从而形成有机分子，这就是生命的起源。即使在熔洞冰冷的温度下，化学过程也有可能开始进行。沃尔顿说："低温并不会破坏有机化学，相反，低温下的反应比高温下的反应更有选择性和特异性。其他研究人员已经在实验室中证明，简单的环形核糖核酸（RNA）会在冰点附近的温度下自发地在这种融水汤中形成，然后进行自我复制。该论点的一个弱点可能是，在低温条件下，形成有机分子所需的元素只能非常缓慢地从尘埃粒子中溶解出来。"启动关于生命起源的辩论沃尔顿提出的理论在科学界并非没有争议。这项研究肯定会引发一场有争议的科学辩论，但它也会引发关于生命起源的新观点。早在 18 和 19 世纪，科学家们就确信陨石将沃尔顿所说的"生命元素"带到了地球。即使在当时，研究人员也在来自太空的岩石中发现了大量这些元素，但在地球的基岩中却没有发现。沃尔顿说："然而，从那时起，几乎没有人考虑过前生物化学主要是由陨石引发的这一观点。"沃尔顿解释说："陨石的想法听起来很有吸引力，但有一个问题。一块陨石只能在有限的环境中提供这些物质；陨石撞击地面的位置是随机的，而且无法保证进一步的供应。我认为，生命的起源不太可能依赖于几块广泛而随机散落的岩石。"另一方面，我认为富集的宇宙尘埃是一个可信的来源。"沃尔顿的下一步将是通过实验检验他的理论。在实验室中，他将使用大型反应容器来重现原始熔洞中可能存在的条件，然后将初始条件设定为 40 亿年前低温熔洞中可能存在的条件，最后再观察是否真的发生了产生生物相关分子的化学反应。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

地球科学家发现太平洋板块隐藏的断层

地球科学家发现太平洋板块隐藏的断层 研究人员在《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）杂志上发表的一篇论文中描述了他们的发现。论文作者包括多伦多大学文理学院地球科学系博士后研究员 Erkan Gün 和 Russell Pysklywec 教授、多伦多大学士嘉堡分校物理与环境科学系助理教授 Phil Heron 以及伊斯坦布尔理工大学欧亚地球科学研究所的研究人员。完善板块构造理论"我们知道，断层等地质变形发生在远离板块边界的大陆板块内部，"Gün说。"但我们不知道同样的事情也发生在海洋板块上。我们正在做的是完善板块构造描述地球如何运作的理论并表明这些板块确实不像我们之前想象的那样原始。"数百万年来，构成大部分洋底的太平洋板块向西漂移，沿着从日本到新西兰和澳大利亚的海底海沟或俯冲带坠入地幔。当板块的西部边缘被拉入地幔时，它拖着板块的其他部分，就像桌布被从桌子上拉下来一样。该地图以黄色标出了太平洋板块被沿太平洋火环下沉的构造板块拉开的区域。资料来源：Erkan Gün & Russell Pysklywec/多伦多大学新发现的板块断层破坏发生在数百万年前地幔中的熔岩挤压到洋底时形成的广阔的洋底高原上；这些断层往往与最近的海沟平行。"人们认为，由于洋底高原更厚，它们应该更坚固，"Gün 说，"但我们的模型和地震数据显示，实际情况恰恰相反：高原更薄弱。但我们的模型和地震数据显示，实际情况恰恰相反：高原更薄弱了。"如果说太平洋板块就像一块桌布被拉过桌面，那么高原就是一块较薄弱的桌布，更容易被撕裂。对了解大洋板块的影响研究人员研究了西太平洋的四个高原翁通爪哇、沙茨基、赫斯和马尼希基，它们位于夏威夷、日本、新西兰和澳大利亚大致相邻的广阔区域。他们利用超级计算机模型和现有数据（其中一些数据是在 20 世纪 70 年代和 80 年代的研究中收集的）得出了这一发现。"有证据表明，过去由于这种类型的板块破坏，这些地点曾发生过火山活动可能是偶发的，也可能是持续发生的但现在是否发生还不清楚，"Gün说。"尽管如此，我们还是无法确定，因为这些高原位于海面以下数千米处，而派遣科考船收集数据是一项艰巨的任务。因此，事实上，我们希望我们的论文能引起人们对高原的关注，从而收集到更多的数据。"数十年来，众多地球科学家对板块构造理论进行了不断完善，其中包括华盛顿大学的约翰-图佐-威尔逊（John Tuzo Wilson），他在自己的职业生涯中为这一理论做出了重大贡献。Pysklywec 说："但理论并非一成不变，我们仍在不断发现新的东西。现在我们知道这种断层破坏正在撕裂海洋板块的中心这可能与地震活动和火山活动有关。"他说："这样的新发现颠覆了我们对活跃地球的理解和认识。这表明，即使是我们这个不断进化的星球的大运行，也仍然存在着巨大的奥秘。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

天文学家在附近恒星发现三颗超级地球

天文学家在附近恒星发现三颗超级地球 天文学家在附近的一颗恒星周围发现了三颗候选行星。恒星 HD 48498 是一颗橙矮星，距离地球约 55 光年。天文学家在其周围发现了三颗候选行星，它们都属于超级地球，围绕母星一周分别为 7、38 和 151 个地球日，其最小质量范围在地球质量的 5 到 11 倍之间。三颗候选行星都位于恒星的宜居带，即其表面条件适合液态水存在，因此也可能允许生命存在。 via Solidot

科学家发现地球的双胞胎 - 金星几乎没有水的原因

科学家发现地球的双胞胎 - 金星几乎没有水的原因 访问：Saily - 使用eSIM实现手机全球数据漫游 安全可靠 源自NordVPN 由于水以氢原子的形式流失到太空中，金星如今十分干燥。在主要的流失过程中，HCO+ 离子与电子重新结合，产生速度极快的氢原子（橙色），这些氢原子利用 CO 分子（蓝色）作为发射台逃逸。资料来源：Aurore Simonnet / 科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室这项新研究填补了研究人员所谓的"金星上水的故事"中的一大空白。研究小组利用计算机模拟发现，金星大气中的氢原子通过一种被称为"解离重组"的过程呼啸着进入太空，导致金星每天流失的水量大约是之前估计的两倍。研究小组于 5 月 6 日在《自然》杂志上发表了他们的研究成果。这些结果有助于解释银河系中许多行星上的水是如何形成的。大气与空间物理实验室（LASP）的研究科学家、新论文的共同第一作者埃林-坎吉（Eryn Cangi）说："水对于生命来说真的很重要。我们需要了解宇宙中支持液态水的条件，这些条件可能产生了今天金星非常干燥的状态。"她补充说，金星确实很干。如果把地球上所有的水像涂果酱一样涂在地球上，只会得到一个大约 3 公里（1.9 英里）深的液体层。如果在金星上做同样的事情，由于所有的水都被困在空气中，最终只有3厘米（1.2英寸）深，勉强够把脚趾弄湿。这项研究的共同第一作者、LASP 的研究科学家迈克尔-查芬（Michael Chaffin）说："金星的水量比地球少 10 万倍，尽管它的大小和质量基本相同。"在目前的研究中，研究人员使用计算机模型将金星理解为一个巨大的化学实验室，放大金星漩涡状大气中发生的各种反应。研究小组报告说，金星大气层中一种名为 HCO+（由氢、碳和氧各一个原子组成的离子）的分子可能是金星逸出水的罪魁祸首。对于这项研究的共同第一作者坎吉来说，这些发现揭示了新的线索，即为什么金星可能曾经看起来与地球几乎一模一样，但今天却面目全非。坎吉于 2023 年在中大博尔德分校获得了天体物理和行星科学博士学位，她说："我们正试图弄清每颗行星上发生了哪些微小的变化，促使它们进入这些截然不同的状态。"她指出，金星在历史上并不总是像现在这样的沙漠状态。科学家猜测，数十亿年前，在金星形成的过程中，金星获得了与地球差不多多的水。不知何时，灾难降临了。金星大气层中的二氧化碳云团引发了太阳系中最强大的温室效应，最终使地表温度升高到华氏 900 度。在这个过程中，金星的水全部蒸发成了蒸汽，大部分飘散到了太空中。但这种古老的蒸发无法解释金星为什么会像今天这样干燥，也无法解释它是如何不断向太空流失水分的。"打个比方，如果我把水瓶里的水倒掉。还会剩下几滴水，"Chaffin 说。"然而，在金星上，几乎所有剩余的水滴也都消失了。根据这项新研究，罪魁祸首就是难以捉摸的 HCO+。"查芬和坎吉解释说，在行星高层大气中，水与二氧化碳混合形成这种分子。在之前的研究中，研究人员报告说，HCO+ 可能是导致火星失去大量水分的原因。金星上的工作原理如下：大气中不断产生 HCO+，但单个离子存活时间不长。大气层中的电子会发现这些离子，并重新结合，将离子一分为二。在这个过程中，氢原子被拉走，甚至可能完全逃逸到太空中夺走了金星水的两个组成部分之一。在新的研究中，研究小组计算出，解释金星干燥状态的唯一方法是金星大气中的 HCO+ 含量超过预期。研究小组的发现有一个转折点。科学家们从未在金星周围观测到过 HCO+。Chaffin和Cangi认为，这是因为他们从未有过合适的仪器进行观测。近几十年来，已经有数十次任务访问了火星，但前往距离太阳第二颗行星的航天器却少得多。没有一个航天器携带的仪器能够探测到 HCO+，而 HCO+ 正是研究小组新发现的逃逸路线的动力。Chaffin说："这项工作令人惊讶的结论之一是，HCO+实际上应该是金星大气中最丰富的离子之一。"然而近年来，越来越多的科学家将目光投向了金星。例如，美国国家航空航天局（NASA）计划进行的金星深层大气惰性气体、化学和成像调查（DAVINCI）任务，将把一个探测器穿过金星的大气层，一直投放到金星表面。它计划在本十年末发射。DAVINCI 也无法探测到 HCO+，但研究人员希望，未来的任务可能会揭示金星上水的另一个关键部分。"前往金星的任务并不多，但新计划的任务将利用数十年的集体经验和人们对金星的浓厚兴趣，探索行星大气、进化和宜居性的极端情况。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现普通细菌的嗜血行为

科学家发现普通细菌的嗜血行为 这一研究成果发表在《eLife》杂志上，为了解血流感染的发生过程和潜在治疗方法提供了新的视角。华盛顿州立大学研究员阿登-贝林克（Arden Baylink）拿着一个装有沙门氏菌的培养皿。贝林克和博士生西耶娜-格伦（Siena Glenn）发表的研究表明，世界上一些最致命的细菌会寻找并吃掉血清（人体血液的液体部分），血清中含有细菌可以用作食物的营养物质。图片来源：华盛顿州立大学兽医学院 Ted S. Warren细菌研究与实验"感染血液的细菌可能是致命的，"该研究的通讯作者、西悉尼大学兽医学院教授阿登-贝林克（Arden Baylink）说。"我们了解到，一些最常引起血液感染的细菌实际上能感知人体血液中的一种化学物质，并向它游去"。贝林克和这项研究的第一作者、西悉尼大学博士生西耶娜-格伦发现，至少有三种细菌，即肠炎沙门氏菌、大肠埃希氏菌和柯氏柠檬杆菌会被人体血清吸引。这些细菌是导致炎症性肠病（IBD）患者（约占总人口的 1%）死亡的主要原因。这些患者通常会有肠道出血，这可能是细菌进入血液的入口。华盛顿州立大学博士生西耶娜-格伦（Siena Glenn）使用高倍显微镜。格伦与助理教授阿登-贝林克（Arden Baylink）及其同事合作发表的研究表明，世界上一些最致命的细菌会寻找并吃掉人体血液中的液体部分血清。图片来源：华盛顿州立大学兽医学院 Ted S. Warren研究人员利用贝林克公司设计的一种名为"化学感知注射钻机测定法"的高倍显微镜系统，通过注射微量人体血清模拟肠道出血，观察细菌向出血源移动的过程。这种反应非常迅速致病细菌只需不到一分钟的时间就能找到血清。新疗法的潜力作为研究的一部分，研究人员确定沙门氏菌有一种名为 Tsr 的特殊蛋白质受体，能让细菌感知并游向血清。利用一种叫做蛋白质晶体学的技术，他们能够看到这种蛋白质与丝氨酸相互作用的原子。科学家们认为，丝氨酸是细菌能够感知并消耗的血液中的化学物质之一。格伦说："通过了解这些细菌是如何检测血液来源的，我们将来可以开发出阻断这种能力的新药。这些药物可以改善高血液感染风险的 IBD 患者的生活和健康状况。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：