擁有氧氣的系外行星不一定有生命存在

在尋找其它系外行星中是否有生命的存在，研究人員經常會接受這些行星大氣中，是否有氧氣的存在，認為這是生命可能出現在那裡的最可靠跡象。然而，約翰霍普金斯大學的一項新研究建議，科學家需要重新考慮這一經驗法則。

科學家在實驗室中模擬太陽系以外的行星大氣，成功地創造了有機化合物和氧氣，但是沒有生命。研究結果對科學家來說是一個警示，因為他們認為在遙遠的世界中，偵測到氧氣和有機物存在，就是那裡有生命的證據。

約翰霍普金斯大學地球系助理研究科學家何超（Chao He 譯音）博士說：「我們的實驗產生的氧氣和有機分子可以作為實驗室生命的基石，證明兩者的存在並不能明確表明有生命存在，研究人員需要更仔細地考慮這些分子是如何產生。」

氧氣佔地球大氣的兩成，被認為是地球大氣層中最強大的生物印記氣體之一。然而，在尋找地球太陽系以外的生命時，對於不同能源如何引發化學反應，以及這些反應如何產生氧氣等生物印記所知之甚少。雖然其他研究人員在電腦上運行光化學模型來預測系外行星大氣層可能會產生什麼，但是之前在實驗室中沒有對他的知識進行過這樣的模擬。

研究小組在地球和行星科學助理教授莎拉·赫斯特（Sarah Hörst）實驗室的特別設計的行星大氣室進行了模擬實驗，研究人員測試了九種不同的氣體混合物，與超地球和迷你海王星型系外行星大氣的預測一致。這種系外行星是我們銀河系中最豐富的行星類型。每種混合物具有特定的氣體組成，例如二氧化碳，水，氨和甲烷，並且每種混合物在約攝氏26至370度的溫度下加熱。

硏究團隊允許每種氣體混合物流入行星大氣室裝置，然後將混合物暴露於兩種能量中的一種，用於模擬在行星大氣中引發化學反應的能量：來自交流輝光放電的等離子體或來自紫外線燈。等離子體是一種比紫外線強的能量源，可以模擬電活動，如閃電和/或高能粒子，紫外線是行星大氣中化學反應的主要驅動因素。

在連續運行實驗三天後，相應於氣體暴露於太空能源的時間，研究人員用質譜儀測量和識別產生的氣體，質譜儀是一種按化學物質的質荷比對化學物質進行分類的儀器。

該研究小組發現了多種情景，產生氧和有機分子，可以構建糖和氨基酸，一種生命可以開始的原料，例如甲醛和氰化氫，在多次模擬中生產它們，這表明即使是普遍接受的生物印記的共存也可能是對生命的誤報。

【圖、文：余惠俊節譯自天體生物學網頁】研究全文刊登在美國化學學會12月11日出版的《地球與太空化學》期刊