如果地球上的生命始于星際物體墜毀在這里時(shí)呢？

上十月 19th， 2017，天文學(xué)家與Pan-STARRS調(diào)查首次探測(cè)到一個(gè)星際物體（ISO）穿過我們的太陽(yáng)系。這個(gè)被稱為1I/2017 U1 Oumuamua的天體引發(fā)了重大的科學(xué)辯論，至今仍存在爭(zhēng)議。

所有人都同意的一件事是，對(duì)這個(gè)物體的探測(cè)表明ISO定期進(jìn)入我們的太陽(yáng)系。更重要的是，隨后的研究表明，有時(shí)，其中一些物體會(huì)以隕石的形式來到地球并撞擊表面。

這就提出了一個(gè)非常重要的問題：如果ISO已經(jīng)來到地球數(shù)十億年了，那么它們會(huì)帶來生命的成分嗎？

在一個(gè)最近的論文，一組研究人員考慮了 ISO 對(duì)泛種癥的影響——泛種癥是生命種子存在于整個(gè)宇宙中并由小行星、彗星和其他天體分布的理論。

根據(jù)他們的研究結(jié)果，ISO有可能在整個(gè)銀河系中播種數(shù)十萬(wàn)（或數(shù)十億）類地行星。

該團(tuán)隊(duì)由David Cao領(lǐng)導(dǎo)，他是托馬斯杰斐遜科技高中（TJSST）。與他一起參加的有彼得·普拉夫昌喬治梅森大學(xué)（GMU）物理學(xué)和天文學(xué)副教授，梅森天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)，以及邁克爾·薩默斯，GMU天體物理學(xué)和行星科學(xué)教授。

他們的論文，”'oumuamua對(duì)泛種癥的影響“最近出現(xiàn)在網(wǎng)上，正在由美國(guó)天文學(xué)會(huì)（AAS）審查出版。

簡(jiǎn)而言之，泛種論是一種理論，即生命是由來自星際介質(zhì)（ISM）的物體引入地球的。根據(jù)這一理論，這種生命以極端微生物的形式出現(xiàn)，能夠在惡劣的太空條件下生存。

通過這個(gè)過程，當(dāng)物體通過ISM時(shí)，生命分布在整個(gè)宇宙中，直到它們到達(dá)并撞擊潛在的宜居行星。這使得泛種論與關(guān)于地球上生命如何開始（又名非生物發(fā)生）的競(jìng)爭(zhēng)理論有很大不同，其中最廣泛接受的是RNA世界假說.

該假說指出，RNA在進(jìn)化中先于DNA和蛋白質(zhì)，最終導(dǎo)致了地球上的第一個(gè)生命（即本土出現(xiàn)）。

但正如曹通過電子郵件告訴《今日宇宙》的那樣，泛種癥很難評(píng)估：

“泛種癥很難評(píng)估，因?yàn)樗枰{入許多不同的因素，其中許多因素是不受約束和未知的。例如，我們必須考慮泛種論背后的物理學(xué)（在最早的生命化石證據(jù)出現(xiàn)之前，有多少物體與地球相撞？），生物學(xué)因素（極端微生物能忍受超新星伽馬輻射嗎？）等等。

“除了這些因素之外，還有一些我們還沒有答案的問題，或者我們無(wú)法有效地建模，例如，即使一個(gè)有生命的物體與地球相撞，實(shí)際到達(dá)地球的極端微生物的數(shù)量，以及生命實(shí)際上可以從外來極端微生物開始的概率。這些因素的集合，以及更多因素的收集，例如不斷變化的恒星形成率和最近探測(cè)到的幾顆流氓自由漂浮的行星，使泛種論難以評(píng)估，因此，我們對(duì)泛種論合理性的理解在不斷變化。

2017年對(duì)'Oumuamua的探測(cè)構(gòu)成了天文學(xué)的一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因?yàn)檫@是第一次觀測(cè)到ISO。

檢測(cè)到它的事實(shí)表明這些物體是具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義在宇宙中，ISO 可能定期穿過太陽(yáng)系（其中一些可能仍然在這里).

兩年后，第二個(gè)ISO被探測(cè)到進(jìn)入太陽(yáng)系（2I/鮑里索夫），只是這次它的性質(zhì)并不神秘。當(dāng)它接近我們的太陽(yáng)時(shí)，2I/Borisov形成了一條尾巴，表明它是一顆彗星。

隨后的研究表明，其中一些物體變成撞擊地球表面的隕石，甚至已經(jīng)確定了一些。這包括中國(guó)國(guó)際石油公司 2014-01-08，一顆流星撞上了2014年的太平洋（并且是伽利略項(xiàng)目).

正如曹所解釋的那樣，發(fā)現(xiàn)這些星際訪客也對(duì)泛種論和正在進(jìn)行的關(guān)于地球生命起源的爭(zhēng)論產(chǎn)生了影響：

“Oumuamua是泛種論模型的一個(gè)新數(shù)據(jù)點(diǎn)，因?yàn)槲覀兛梢允褂盟奈锢硖匦?，特別是它的質(zhì)量、大?。ㄇ蛎姘霃剑┖碗[含的ISM數(shù)密度，來模擬星際介質(zhì)中物體的數(shù)量密度和質(zhì)量密度。這些模型使我們能夠估計(jì)星際介質(zhì)中物體的通量密度和質(zhì)量通量，并且通過這些模型，我們可以近似計(jì)算出在8億年內(nèi)撞擊地球的物體總數(shù)（這是地球形成和最早的生命證據(jù)之間的假設(shè)時(shí)間段）。

“了解在這8億年期間地球上的碰撞事件總數(shù)對(duì)于泛種論至關(guān)重要，因?yàn)樵诖似陂g與星際物體的碰撞事件數(shù)量越多，泛種論的可能性就越高。

“簡(jiǎn)而言之，星際'Oumuamua'的物理特性允許創(chuàng)建確定泛種論合理性的數(shù)學(xué)模型。

除了考慮泛種論背后的物理原理的數(shù)學(xué)模型（即數(shù)量密度、質(zhì)量密度、總撞擊事件等）之外，Cao和他的同事們還應(yīng)用了生物模型這描述了保護(hù)極端微生物免受天體物理事件（超新星、伽馬射線暴、大小行星撞擊、路過的恒星等）。

正如上一篇文章所討論的，最近的研究表明，宇宙射線侵蝕了除最大ISO之外的所有 ISO在他們到達(dá)另一個(gè)系統(tǒng)之前。

這些額外的考慮因素最終會(huì)影響將影響地球的物體數(shù)量（未被天體物理來源消毒）和泛種論的合理性。

“為了得出最小物體尺寸，我們應(yīng)用了各種模型，例如，球體堆積法粗略估計(jì)噴射物到最近的超新星祖先的距離（使用獵戶座A，一個(gè)致密的星團(tuán)，作為我們的模型），到達(dá)噴射物的伽馬輻射，以及衰減系數(shù)（噴射物吸收的輻射量）基于噴射物（水冰）最可能的化學(xué)成分。“曹說。

根據(jù)他們結(jié)合的物理和生物模型，該團(tuán)隊(duì)得出了在生命出現(xiàn)之前撞擊地球的噴射物數(shù)量的估計(jì)值。根據(jù)在澳大利亞西部發(fā)現(xiàn)的最古老的化石證據(jù)（來自可追溯到太古宙的巖石），最早的生命形式出現(xiàn)在大約 35 億年前。曹說：

“我們得出的結(jié)論是，泛種論引發(fā)地球上生命的最大概率是10-5的數(shù)量級(jí)，即0.001%。雖然這種可能性看起來很低，但在最樂觀的條件下，我們的銀河系中可能存在4×109顆宜居帶系外行星，這可能表明總共有104個(gè)宜居世界孕育著生命。

“此外，我們將我們的分析限制在地球歷史的前8億年，在最早的生命化石證據(jù)出現(xiàn)之前，但由于生命可以在行星生命周期的任何時(shí)候播種，而且行星的宜居壽命要長(zhǎng)得多（高達(dá)5-100億年），我們將對(duì)銀河系中擁有生命的宜居世界總數(shù)的估計(jì)提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

由此，曹和他的同事們得到了大約105顆宜居行星的最終結(jié)果，這些行星可以在我們的銀河系中孕育生命。然而，這些估計(jì)是基于對(duì)行星宜居性最樂觀的預(yù)測(cè)。

換句話說，它假設(shè)所有在宜居帶內(nèi)運(yùn)行的地球大小的巖石行星都能夠支持生命，這意味著它們的表面有厚厚的大氣層、磁場(chǎng)、液態(tài)水，并且所有幸存下來的生命噴射物都能夠?qū)⑽⑸锍练e在表面。

正如曹總結(jié)的那樣，他們的研究結(jié)果并不能證明泛種論，也不能解決關(guān)于地球上生命起源的爭(zhēng)論。然而，它們提供了寶貴的見解和限制，說明生命通過像“Oumuamua”這樣的物體來到這里的可能性。

無(wú)論如何，這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)對(duì)天體生物學(xué)產(chǎn)生重大影響，天體生物學(xué)正成為一個(gè)日益多樣化的領(lǐng)域：

“我們將物理學(xué)、生物學(xué)和化學(xué)納入研究作為生命起源的泛種論，在一個(gè)研究領(lǐng)域擁有如此多樣化的主題是很少見的。我認(rèn)為天體生物學(xué)正朝著更加跨學(xué)科的方向發(fā)展，我認(rèn)為這是一個(gè)積極的趨勢(shì)，因?yàn)樗鼘⒃试S所有背景的專家推進(jìn)天體生物學(xué)。

“我們的研究可能有助于這一趨勢(shì)。就我們對(duì)泛種論的發(fā)現(xiàn)而言，泛種論引發(fā)地球上生命的可能性不大，但銀河系中孕育生命的宜居帶行星的數(shù)量要大得多。

“未來的天體生物學(xué)研究可能會(huì)利用這些發(fā)現(xiàn)來建立我們對(duì)泛種論的研究。然而，我們并沒有納入甚至不知道所有可能影響泛種論合理性的因素。

“我相信我們的研究結(jié)果為未來的泛種論研究開辟了新的研究方向，通過更新我們的模型或納入其他因素來建立。

“如果我們確實(shí)在未來發(fā)現(xiàn)其他星球上存在生命的證據(jù)，無(wú)論是在我們的太陽(yáng)系中還是通過系外行星大氣中的生物特征，一個(gè)潛在的研究領(lǐng)域是考慮實(shí)驗(yàn)和觀察測(cè)試，以區(qū)分通過泛種機(jī)制到達(dá)的生命或獨(dú)立進(jìn)化和產(chǎn)生的生命。

本文最初由今日宇宙.讀原文.

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