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在宇宙中寻找生命

2021/7/21 16:08:12 浏览:

        我们在宇宙中是孤独的吗?到目前为止,我们所知道的唯一生命就在地球上。但在航天探索任务中,我们正在寻找。

        我们正在探索太阳系及其以外的地方,以帮助我们回答有关地球以外生命的基本问题。从研究火星上的水,探索有希望的“海洋世界”,如土卫六和欧罗巴,到确定遥远恒星周围地球大小的行星,我们的科学任务正在共同努力,目标是找到地球以外的生命的明确迹象(一个科学领域称为天体生物学)。

        通过对天体生物学的研究,我们致力于了解地球生命的起源、进化和极限。这项工作对于形成关于在哪里集中精力寻找生命的想法非常重要。随着探索太阳系,我们对地球上的生命以及其他星球上的生命潜力的理解随着许多发现而改变。对地球上极端环境中的生物的研究,从南极洲的极地高原到海洋深处,都强调了我们所知的生命具有很强的适应性,但找到却不是那么容易。寻找生命需要极大的关注,并要求我们需要通过天体生物学的视角来研究地球上的生命从而获得基本知识。因为即使外面有什么东西,我们遇见了可能还不知道如何识别它。

过去的探索任务 

Viking 1 and 2   

        45年前 ,Viking项目是人类第一次在火星表面安全着陆的任务,它在历史上占有一席之地。  

        “Viking1号”和“Viking2号”分别由一个轨道飞行器和一个着陆器组成,是人类首次尝试在另一颗行星上寻找生命并第一个专门研究天体生物学的任务。这次任务的生物学实验揭示了火星土壤中的化学活动,但是没有明确的证据表明登陆点附近有活的微生物。  

Galileo  

        伽利略任务围绕木星运行了近八年,并与木星的所有主要卫星进行了近距离的飞行。伽利略 返回的数据直到现在,还在继续影响着天体生物学科学 –– 尤其是卫星木卫二的发现有证据表明 ,一种地下海洋,其含水量超过了地球上液态水的总量。这些发现扩大了对传统“宜居带”之外的宜居环境的探索,即在距离恒星较远的天体上,液态水可以在行星表面持续存在。

Cassini  

        十多年来,Cassini宇宙飞船一直在发现土星及其冰卫星家族的奇迹 –– 把我们带到惊人的世界,扩大了 我们对可能存在生命的世界的理解。

        天体生物学家第一次能够看穿土卫六厚厚的大气层,研究月球表面,在那里他们发现了充满液态烃的湖泊和海洋。天体生物学家正在研究这些液态烃对土卫六上生命潜能的意义。Cassini还目睹了从土星的小卫星土卫二喷发出的冰羽。在穿越羽流时,宇宙飞船发现了海水和有机化学物质的证据,这引起了人们对土卫二表面下是否存在宜居环境的质疑。

Spirit and Opportunity Mars Exploration Rovers  

        Spirit and Opportunity Mars Exploration Rovers 是双胞胎火星探测探测器,勇气号和机遇号,2003年向火星发射来寻找火星上水的历史答案。 最初是三个月的主要任务,这两个机器人探险家远远超过了他们原来的任务,并花了数年的时间在火星表面收集数据。    

        “勇气号”和“机遇号”是第一个证明液态水(生命的关键成分)曾经流过火星表面的任务。他们的发现塑造了我们对火星地质和过去环境的理解,重要的是,火星的古老环境可能曾经适合生命存在。

Kepler and K2  

       开普勒太空望远镜,为我们在太阳系内外寻找生命铺平了道路。开普勒工作的一个重要部分是确定遥远恒星周围的地球大小的行星。 经过9年的深空探索,收集到的数据表明我们的天空中充满了数十亿颗隐藏的行星——比恒星还要多的行星——开普勒太空望远镜于2018年退役。开普勒留下了2600多颗系外行星的发现,其中许多可能是有希望的生命之地。 

Spitzer

        在太空的16年里, Spitzer太空望远镜利用它对宇宙的红外视图,发展成为研究系外行星的首要工具。Spitzer望远镜作为最早的望远镜之一,标志着行星科学的一个新时代 :直接探测系外行星的大气层的光。这使科学家能够研究这些大气的组成,甚至了解这些遥远世界的天气。 

        Spitzer的红外仪器使科学家们得以窥视那些被光学望远镜遮住的宇宙区域,包括尘土飞扬的恒星、星系中心和新形成的行星系统。Spitzer的红外还使天文学家能够看到太空中较冷的物体,比如退化的恒星(褐矮星)、太阳系外行星。

当前任务

Hubble  

        自1990年发射以来,哈勃太空望远镜对天体生物学做出了巨大贡献。天文学家利用哈勃对太阳系外行星的大气成分进行了首次测量,哈勃现正大力研究含有钠、氢和水蒸气等成分的太阳系外行星大气。 通过对年轻恒星周围的尘埃和碎片盘的研究,哈勃的观测也为行星的形成提供了线索。 

        并非哈勃所有的贡献都涉及到遥远的目标。哈勃望远镜还被用于研究太阳系内的天体,包括小行星、彗星、行星和卫星,例如有趣的海洋冰卫星木卫二和木卫三。哈勃望远镜对地球上生命的潜力提供了宝贵的见解。

MAVEN  

        火星大气与挥发分演化 ((MAVEN)探测器于2013年11月发射,大约一年后开始环绕火星运行。从那时起,MAVEN为了解火星大气和气候的历史作出了根本性贡献。

        天体生物学家正在研究这些大气数据,以便更好地了解火星是如何和何时失水的,并确定火星历史上最有可能在火星表面存在可居住环境的时期。 

Curiosity Mars Rover  

        Curiosity火星漫游车是研究火星是否曾经有过支持微生物生存的环境。换句话说,它的任务是通过研究火星的气候和地质来确定火星是否拥有生命所需的所有成分,如水、碳和能源。  

        “Curiosity”号在2012年登陆火星已经快9年了,地质方面不断有新的发现。 Curiosity提供了证据表明数十亿年前淡水湖的存在。 湖泊和地下水持续了数百万年,包含了生命所需的所有关键元素,证明火星曾经是宜居的。

TESS Mission  

        这个 系外行星勘测者 (TESS)是寻找太阳系外行星的下一步,包括那些能够维持生命的行星。“TESS”号于2018年发射升空,其任务是勘测整个宇宙,预计将发现附近明亮恒星周围的数千颗系外行星并将其编入目录。 

        迄今为止,TESS已经发现了120多颗确认的系外行星和2600多颗候选行星。

宇宙中有生命吗?到目前为止,还不得而知。但了解宇宙的生命,找寻宇宙的生命过程中,将有助于我们了解人类的宜居性,将有助于我们能更好地了解地球上的生命是如何发展的,以及在我们的星球之外寻找生命的潜力。

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