来自深空的宇宙射线可能是火星地下及土卫二、木卫二等冰卫星存在生命的神秘能量来源。最新研究表明,当这些射线与地表下的水或冰相互作用时,会释放出携带能量的电子,通过辐射分解作用为微生物提供能量。这一突破性发现表明,生命无需阳光或热量,仅需地下水和辐射即可存活。
研究表明,宇宙射线在某些环境中不仅无害,反而可能帮助微生物存活。这些发现挑战了生命只能存在于阳光或火山热源附近的传统观点。这项由纽约大学阿布扎比分校天体物理与空间科学中心(CASS)空间探索实验室首席研究员迪米特拉·阿特里主导的研究,发表在《国际天体生物学杂志》上。
研究团队重点关注宇宙射线撞击地下水和冰时发生的现象。这种撞击会使水分子分解并释放称为电子的微小粒子。地球上某些细菌能够利用这些电子获取能量,其原理类似于植物利用阳光。这个过程被称为辐射分解,即使在黑暗寒冷、没有阳光的环境中也能为生命提供能量。
通过计算机模拟,研究人员量化了该过程在火星以及木星和土星冰卫星上可能产生的能量。这些被厚冰层覆盖的卫星被认为在冰层下隐藏着液态水。研究发现土星的冰卫星恩克拉多斯最有可能通过这种方式维持生命,其次是火星,然后是木星的卫星欧罗巴。
"这项发现改变了我们对生命可能存在区域的认知,"阿特里表示,"现在我们不仅需要寻找有阳光照射的温暖行星,还可以考虑那些寒冷黑暗但具备地下水资源并暴露于宇宙射线的地方。生命可能存在的范围远超我们此前的想象。"
研究提出了"辐射分解宜居带"的新概念。不同于传统"宜居带"——即恒星周围行星表面可能存在液态水的区域——这个新概念聚焦于存在地下水并能被宇宙辐射激活的区域。由于宇宙射线遍布太空,这意味着宇宙中可能存在更多适合生命存活的场所。
这些发现为未来太空任务提供了新方向。科学家们除了继续寻找地表生命迹象外,还可以通过能检测宇宙辐射产生化学能量的设备,探索火星和冰卫星的地下环境。
该研究为地外生命探索开辟了令人振奋的新可能性,表明即使在太阳系最黑暗寒冷的地方,也可能具备生命存活的必要条件。