研究表明,宇宙射线在某些环境下可能不仅无害,反而可能帮助微生物存活。这些发现挑战了传统观念,即生命只能存在于阳光或火山热源附近。这项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)空间探索实验室的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》。
研究团队聚焦于宇宙射线撞击地下水或冰层时发生的反应。这种撞击会分解水分子并释放称为电子的微小粒子。地球上的某些细菌可以利用这些电子获取能量,类似于植物利用阳光的过程。该过程被称为辐射分解,即使在黑暗、寒冷、无阳光的环境中也能为生命提供能量。
通过计算机模拟,研究人员量化了这一过程在火星以及木星和土星的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(Enceladus)最具备以此方式维持生命的潜力,其次是火星,随后是木星的卫星木卫二(Europa)。
"这一发现改变了我们对生命可能存在之处的思考方式,"阿特里表示,"除了寻找有阳光的温暖行星,我们现在可以考虑寒冷黑暗的区域——只要它们具备地下水资源并暴露于宇宙射线中。生命可能存在于比我们想象中更多的地方。"
该研究提出了名为"辐射分解宜居带"的新概念。与传统的"适居带"(恒星周围可能存在地表液态水的区域)不同,该新概念聚焦于存在地下水且能被宇宙辐射激活能量的区域。由于宇宙射线遍布太空,这意味着宇宙中可能存在更多宜居场所。
该发现为未来太空任务提供了新指引。科学家们除了寻找地表生命迹象,还可利用能探测宇宙辐射产生化学能的设备,探索火星及冰卫星的地下环境。
此项研究为地外生命探索开辟了激动人心的新可能,并表明即使太阳系中最黑暗、最寒冷的地方也可能具备生命存续的条件。
Story Source:
Materials provided byNew York University.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Dimitra Atri, Margaret Kamenetskiy, Michael May, Archit Kalra, Aida Castelblanco, Antony Quiñones-Camacho.Estimating the potential of ionizing radiation-induced radiolysis for microbial metabolism on terrestrial planets and satellites with rarefied atmospheres.International Journal of Astrobiology, 2025; 24 DOI:10.1017/S1473550425100025
2025-08-04
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2024-01-23
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