科学家已经确定了太阳系外的一组行星，这些行星的化学条件可能与导致地球上的生命存在的相同条件。来自剑桥大学和医学研究委员会分子生物学实验室(MRC LMB)的研究人员发现，在像地球这样的岩石行星上生存的机会与宿主恒星发出光的类型和强度有关。研究发表在《科学进展》上，提出发出足够的紫外线光的恒星，可以像在地球上发展的那样，以同样的方式在轨道行星上启动生命。在地球上，紫外光能产生一系列的化学反应，产生生命的基石。研究人员已经确定了一系列的行星，在这些行星上，来自它们主恒星的紫外光足以让这些化学反应发生，而且它们位于可居住的范围内，液态水可以存在于行星的表面。
博科园-科学科普：这项研究使我们能够缩小寻找生命的最佳地点的范围，这让我们更接近解决宇宙中是否只有地球有生命的问题。这篇新论文是卡文迪什实验室和MRC LMB之间正在进行的合作的结果，它将有机化学和系外行星研究结合在一起。它建立在约翰·萨瑟兰教授(John Sutherland)的研究基础之上。萨瑟兰教授是目前这篇论文的合著者，他研究了地球生命的化学起源。MRC LMB实验室的Sutherland教授的团队提出，氰化物虽然是一种致命的毒药，但实际上是地球上所有生命起源的原始汤的关键成分。在这个假设中，撞击年轻地球的陨石中的碳与大气中的氮相互作用，形成氰化氢。氰化氢以各种方式与其他元素发生相互作用，并由来自太阳的紫外线提供动力。
概念图描绘的一个行星系统。图片：NASA/JPL-Caltech
这些相互作用产生的化学物质产生了RNA的构建块，大多数生物学家认为，RNA是DNA的近亲，是携带信息的第一个生命分子。在实验室里，萨瑟兰的团队在紫外光下重现了这些化学反应，并产生了脂类、氨基酸和核苷酸的前体，这些都是活细胞的重要组成部分。第一个问题总是在使用什么样的光，而化学家们并没有真正考虑过这种光，开始测量发出的光子的数量，然后意识到将这些光与不同恒星的光进行比较是一个简单的下一步。进行了一系列实验室实验，以测量在紫外线照射下，水中的氰化氢和硫酸氢离子形成生命的速度。然后在没有光线的情况下进行了同样的实验。有一种化学反应是在黑暗中发生的：它比光中的化学反应要慢，但它确实存在，知道光化学需要多少光才能战胜暗化学。同样的实验在黑暗中进行，有氰化氢和硫化氢，产生了一种惰性化合物，不能用来形成生命的基石，而在灯光下进行的实验确实产生了必要的基石。
然后研究人员将光化学与暗化学对比不同恒星的紫外光，绘制了在这些恒星周围轨道上的行星所能获得的紫外光数量，以确定在什么地方可以激活化学反应。发现恒星周围的温度和我们的太阳一样，会发出足够的光，让生命的基石在行星表面形成。另一方面，冷恒星没有产生足够的光来形成这些建筑，除非它们有频繁的强大的太阳耀斑来逐步推动化学前进。行星既能接收到足够的光来激活化学反应，也能在它们的表面上有液态水，它们居住在研究人员所称的“自然发生区”。在已知位于非生物发生区的系外行星中，有几颗行星被开普勒望远镜探测到，其中包括开普勒452b，这颗行星被戏称为地球的“表兄弟”，尽管用目前的技术探测还为时过早。新一代的望远镜，如美国宇航局的TESS和詹姆斯韦伯望远镜，有望能够识别并描绘出更多位于非生物发生区内的行星。
当然，如果在其他行星上有生命存在，它的发展方式也有可能与在地球上完全不同。不确定生命有多偶然，但考虑到到目前为止只有一个例子，寻找最像地球一样的星球是有意义的。在什么是必要的和什么是充分的之间有一个重要区别。构建块是必要的，但可能还不够：可以将它们混合数十亿年，但什么都不会发生，但你至少要看看有必要东西存在的地方。根据最近的估计，在可观测的宇宙中有多达7亿万亿个类地行星。知道有多少人已经或者可能已经为生活做好了准备，这让我很着迷。为生命做好准备并不是一切，仍然不知道生命起源的可能性有多大，即使是在有利的环境下——如果真的不太可能，那么我们可能是孤独的，但如果不是，我们可能有同伴。
博科园-科学科普｜参考期刊文献 :《Science Advances》｜研究/来自：剑桥大学，DOI: 10.1126/sciadv.aar3302
博科园-传递宇宙科学之美
