来自深空的宇宙射线可能是火星地下及土卫二、木卫二等冰卫星地下生命得以存在的秘密能量源。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,这些电子可滋养微生物生命体,该过程被称为辐射分解。这一突破性发现表明,生命不一定需要阳光或热量,只需存在地下水与辐射环境即可存活。
研究表明,宇宙射线在某些环境中可能不仅无害,实际上还能帮助微生物生存。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。该研究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·阿特里领导,发表于《国际天体生物学杂志》。
研究团队重点关注宇宙射线撞击地下水或冰时发生的情况。这种撞击会分解水分子并释放名为电子的微小粒子。地球上的某些细菌可利用这些电子获取能量,类似于植物利用阳光的方式。这个过程称为辐射分解,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及木星、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存在地下液态水。研究发现土星的冰卫星土卫二最具以此方式支持生命的潜力,其次是火星,然后是木星的卫星木卫二。
"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。"现在我们不仅可以寻找具有阳光的温暖行星,只要存在地下水和宇宙射线暴露,寒冷黑暗之地同样值得探索。生命可能存在于远超我们想象的地方。"
研究提出了名为"辐射分解适居带"的新概念。不同于传统的"适居带"——即恒星周围可能存在地表液态水的区域——这个新概念聚焦于存在地下水并能通过宇宙辐射获取能量的区域。由于宇宙射线遍布太空,这意味着宇宙中可能存在更多适宜生命存在的环境。
这些发现为未来太空任务提供了新指引。科学家们除寻找地表生命迹象外,还可利用能探测宇宙辐射产生化学能的设备,探索火星和冰卫星的地下环境。
此项研究为地外生命探索开启了振奋人心的新可能,表明即使太阳系中最黑暗寒冷的区域,也可能具备生命存续的适宜条件。