技术前沿
您当前的位置:首页 > 技术前沿
光谱分析探测地外生命
作者:盈昃冶金 更新日期:2012-06-25

 如何寻找地外低级生命

  寻找地球以外的低级生命,是一件开创未来的大事,但却不能好高骛远。

  首先,我们可以从“家”里作起,探测在地球寒冷的两极冰原上和冰层下、在炙热的火山口旁、在干旱的沙漠中、在压力巨大没有阳光的地层和海洋深处的低级生命。毕竟,地球生命还是唯一的参照,了解它们的特性,对寻找地外低级生命或许能起到启迪思维的作用。

  1999年1月,美国航宇局成立了一个虚拟的“天体生物学研究所”,成员是分别在11个不同实验室工作的生物学家、化学家、天文学家和物理学家,他们通过因特网联系起来。研究所的第一步工作,就是研究在深海火山口和黄石公园热水泉等温度高于沸点的地方、压力巨大的地球深处以及地球两极的冰冻荒原的生命是如何维系和发展的。

  其次,“舍远求近”,在太阳系其它行星和卫星上寻找低级生命。如探测在火星上、在木卫二冰层下的海水中、在土卫六的甲烷(或液氮)湖中是否有生命和在生命起源中起作用的物质(如在火星陨石中发现多环芳香烃)。若在这些地方发现生命和生命的种子,其意义与在太阳系外行星上发现生命是相同的,也可使我们有理由相信:生命是宇宙中的普遍现象。

  有了前面两步的铺垫,我们就可以放手在太阳系外、在广阔的宇宙中寻找生命了,剩下的只是手段和方法问题。

  如何探测地外低级生命是一个比较困难的问题,因为低级生命不会对我们的探测作出任何有意识的响应。因此,在人登陆外星之前,探测地外生命的关键,就是找到他们对探测信号能作出天然反映(细细丝语)的办法。这里正是人们显示智慧的地方。大家可能知道20世纪70年代海盗号探测器在火星上的生命检测方法。下面具体介绍几种,供参考。

  沃尔夫行星取样装置,是由沃尔夫·维斯尼克教授领导研制的细菌探测器。它在行星上软着陆后向地面伸出一支真空管,脆弱的顶端在触地后破裂,吸入土壤样品,然后将其放入培养液。如土壤中有细菌,就会迅速繁殖,使培养液变浑浊,PH值发生变化。用光束和光电管测出浊度,用PH电测装置测量PH值,就可知道该星球上是否有生命。

  格列弗装置,是由格列弗教授领导研制的放射性同位素生化探测器。他用黏性绳索收集实验样品并放入几个培养液皿中,在一些培养液皿中有放射性同位素C14。如样品中有微生物,会因新陈代谢而放出二氧化碳。若测量出有的二氧化碳被放射性污染,就说明该星球上有生命。

  光学旋转弥散分布仪,是用偏振光寻找外星球上有机分子的探测装置。有机分子对偏振光具有光学活性,当旋转的偏振光照到有机分子时,它会产生一个信号。如能产生这样的信号,就知道该星球上有生命。

  目前还无法将这些装置投放到太阳系外行星上去。那么,又如何探测那里是否有生命和生命的种子呢?

  光谱分析

  我们知道,不同物质辐射或吸收不同波长的电磁光谱。如:
铁:373、375和382纳米;
镁:383、384和518纳米;
硅:390纳米;
钙:393和397纳米;
铝:394纳米;
氢:434、486和656纳米;
氦:467和588纳米;
氧:501和630纳米;
钠:589和590纳米。

  其它化合物,如:水(H2O)、甲醛(CH2O)、氰化氢(HCN)、甲酸(CH2O2)、硫化氢(H2S)、氰基乙炔(HC3N)、氨(NH3)、甘氨酸(C2H5NO2)、甲醇(CH3OH)、丙烯酸(C3H3N)和多环芳香烃等等化合物分子也一样。

  这些物质辐射或吸收的不同波长的光谱,就是它们发出的不同丝丝细语。我们细察这些细语,就可以知道行星及其大气的物质成分,即化学组成。

  因此,光谱分析是细察太阳系外行星上生命胎胚和种子的最基础的方法。

  首先是捕捉太阳系外行星的光线。这是一件很不容易的事情,但已经能够做到。如斯必泽空间望远镜,就已捕捉到飞马座中一颗恒星周围的HD209485b和HD189733b两颗行星的红外线。

  接下来就是对捕捉到的光线进行分析。哈勃空间望远镜曾经从一颗太阳系外行星的光线中探测到有钠、氢和碳。有科学家声称,他们在一颗太阳系外行星的光线中,找到可能是与多环芳香烃对应的光谱特征。

  我们知道,多环芳香烃是曾经在地球生命起源中起作用的化学物质,它可能帮助过RNA的形成。从前面的介绍中我们知道,RNA是构成地球生命的砖块之一。

(来源:光谱仪)

版权所有©上海盈昃冶金科技有限公司 沪ICP备11032923号 沪公网安备 31011302002794号 地址:上海市牡丹江路1211号安信商业广场D区1803室
电话:021-66788726,66788727,66788728,66788729,传真021-66788720
沪公网安备 31011302002794号