外星冒名顶替者:有氧气的行星不一定有生命
在探索太阳系近处和远处的生命时，研究人员通常认为，行星大气中存在氧气是生命存在的最可靠迹象。然而，约翰霍普金斯大学的一项新研究建议重新考虑这一经验法则。在实验室里模拟太阳系外行星的大气层，研究人员成功地创造出了有机化合物和氧气，而生命却不存在。
12月11日，美国化学学会(ACS)《地球与空间化学》(Earth and Space Chemistry)杂志发表了上述研究结果。对于那些认为遥远星球上存在氧气和有机物是那里存在生命的证据的研究人员来说，这些发现是一个警示。“我们的实验产生的氧气和有机分子,可以作为生命的基石在实验室里,证明没有明确表明生活的存在,”(他说,助理研究员约翰霍普金斯大学地球和行星科学系的,这项研究的第一作者。“研究人员需要更仔细地考虑这些分子是如何产生的。”
氧气占地球大气的20%，被认为是地球大气中最强大的生物特征气体之一。然而，在寻找太阳系外生命的过程中，人们对不同的能源如何引发化学反应以及这些反应如何能产生氧气等生物特征知之甚少。尽管其他研究人员已经在电脑上运行光化学模型来预测系外行星的大气层可能会产生什么，但据他所知，此前还没有在实验室进行过此类模拟。
研究团队在地球与行星科学助理教授、论文合著者萨拉•霍斯特(Sarah Horst)的实验室中一个特别设计的行星烟雾(PHAZER)室中进行了模拟实验。研究人员测试了9种不同的气体混合物，与超级地球和迷你海王星类型的系外行星大气的预测一致;这些系外行星是我们银河系中数量最多的行星。每种混合物都含有特定的气体成分，如二氧化碳、水、氨和甲烷，每种混合物的加热温度在华氏80至700度之间。
他和研究小组让每种气体混合物进入噬菌体装置，然后将混合物暴露在两种能量下，一种是模拟在行星大气中引发化学反应的能量:交流辉光放电产生的等离子体，另一种是紫外线灯发出的光。等离子体是一种比紫外线更强的能量源，它可以模拟闪电和/或高能粒子等电活动，而紫外线是地球、土星和冥王星等行星大气中化学反应的主要驱动因素。
在连续进行了3天的实验后，研究人员用质谱仪测量并识别出产生的气体。质谱仪是一种根据物质的质量与电荷比对化学物质进行分类的仪器。研究小组发现，在多种情况下，氧气和有机分子都能生成糖和氨基酸(生命起源的原材料)，比如甲醛和氰化氢。他说:“人们过去认为氧气和有机物共同存在表明生命存在，但我们在多次模拟中无生命地产生了它们。”“这表明，即使是共同存在的普遍接受的生物签名也可能是对生命的假阳性。”
