生命的起源
大约46亿年前,一团旋转着的尘埃气体盘中逐渐诞生了今天我们生活的太阳系。初生的地球是荒芜而干燥的,最早的生命究竟是如何出现的?这个问题一直没有得到完全的解答。我们所知的生命无法在缺乏水和有机分子的环境下存在,后者是构成所有生命形式的基本材料。一个被普遍持有的观点是所有这些关键组件都是由彗星撞击地球时所带来的。
大撞击
彗星的主要成分是尘埃和水冰。天文学家们已经对不同彗星所含有的水体成分进行了考察,确定其水体同位素成分是否与地球上的水体一致。的研究成果表明,彗星不太可能是地球上水体的主要提供者。因此,这一结果就意味着地球上的水可能还有其他的来源,比如小行星。当然,在能够给出确定的结论之前我们还需要仔细审视更多的案例。
催生复杂生命形式的种子
所有地球生命都是由复杂的有机分子组成的,其中包括构成蛋白质的氨基酸、构建DNA的碱基以及类似糖分一类的碳水化合物。
科学家们对于早期地球上能够拥有足够多样化的化学物质,从而能够构建出这样的复杂化合物表示怀疑。
而彗星却是一个现成的有机分子库。彗星上广泛存在一些简单化学物质,如二氧化碳和甲醇。在2014年着陆67P彗星彗核表面的欧空局“菲莱”着陆器在彗核表面发现了16种不同的有机分子。这些分子可能曾经在形成地球上最初的氨基酸和碱基以及糖类的阶段发挥了重要作用。美国宇航局的科学家们此前还在怀尔德-2号彗星的尘埃中识别出一类完全成型的氨基酸成分:甘氨酸。
在太阳系历史早期曾经经历过一段严重的大撞击时期,即所谓“晚期大撞击时期”(LHB),在这一时期有大量的小行星和彗星撞击地球。科学家们相信在这段时期内有大量有机物质由彗星被带到了地球上。
在实验室中,科学家们不断实验着使用“人造彗星”撞击“人造行星”可能产生的结果。实验表明,在高速撞击条件下,彗星上的简单有机化学物质将会结合并产生一些复杂的氨基酸成分。并且当这些氨基酸被掺入彗星原始成分之后,研究人员观察到在撞击之后出现了肽链结构,这是迈向蛋白质合成的方向。
以上这些实验室工作只是对于真实的彗星与地球之间撞击情景的粗略模拟。但即便如此,它仍然启发很多科学家产生这样的设想,即并非是彗星带来的水,而是彗星带来的有机分子,在地球上最初生命的诞生过程中起到了关键性的作用。
彗星这种小天体的作用远不至此,科学家发现,彗星还是在行星传染生命的播种机,通过撞击将生命由一个星球传播到另一个星球,他们不仅能在地外行星大气层发现外星生命迹象,还能跟踪分析外星生命如何在星系中扩散。
美国哈佛史密森天体物理学中心研究员亨利-林(Henry Lin)负责这项研究,他们猜测,有生源论可能解释外星生命传送系统,从一个恒星系统跳跃至另一个恒星系统,甚至外星生命像病毒一样在太空中扩散。
有生源论是生命以某种方式在行星之间迁移,可能一颗富含生命的行星,被超大质量小行星碰撞,该行星部分残骸被溅射至太空,它们可能包含着某些生命形式转移至另一颗星球。
如果这些顽强生命能够在太空旅行中幸存下来,之后可能在其它星球上“站稳脚跟”,并在新的环境中播种生命。
还有其它假设机制,涉及生命“搭乘”从一颗行星抵达另一颗星球,其中可能有令科学家感兴趣的“定向有生源论”,高智慧外星人可能故意对其它恒星系统播种生命。
其它理论认为,冷冻干燥的死亡生物附着在太空岩石上,以此作为生命在新播种星球的生物模板,这种过程叫做“死亡胚种论(necropanspermia)”。
这些过程完全是假设的,这项研究不会特殊说明外星生命如何在太空中扩散,但是我们知道大量行星岩石可以穿越行星之间。
例如:地球上发现的一种陨石被证实来自于火星,其同位素信息与火星车和轨道探测器所获得的信息一致,很可能这些陨石是远古时期火星遭受碰撞,行星部分残骸从表面溅射至太空。
如果生命搭乘太空岩石,能够对其它星球的新生物圈进行生命播种,天体生物学家如何看待生命从一个恒星系统散播至其它恒星系统的呢?这一过程就像是伤风感冒,像病毒一样扩散。
研究报告合著作者、哈佛史密森天体物理中心阿维-洛布(Avi Loeb)说:“生命从一颗行星传播至另一颗行星的方式就像是传染病扩散,从某种意义上讲,我们银河系受大量生命‘感染’。”
使用计算机模型,亨利和阿维猜测来自一颗行星生物圈的“生命种子”将以任何方向进行扩散。如果其中一个“种子”抵达宜居行星表面,它将在这里扎根生存下来。