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天体生物学 astrobiology

  天体生物学(英文:astrobiology),指研究天体上存在生物的条件及探测天体上是否有生物存在的学科。地外生物学(exobiology),又称外空生物学(xenobiology),在天文学中,是研究太阳系除地球外其他行星及其卫星上和其他恒星的行星系上可能存在生命现象的理论,以及探讨探测方法和手段的交叉学科。天体生物学的兴起源自近年来对嗜极生物(extremophile)的发现和研究。由于嗜极生物可生活于高温,低氧,无水,高岩,高压等极端环境中,科学界开始关注异星球上生物生存之可能性。

  研究地球以外的天体上生物存在的学科。研究其他天体上是否存在生物的问题,首先要明确那里是否具备存在类似地球上生命的必要条件。①必要的组成物质:即能够合成有机物的碳、氢、氧、氮等元素。现在已知这些元素在宇宙中是相当普遍存在的。②适宜的温度:生命需要光和热,但又必须适中。在高温下碳原子的化学键会破坏,而过低的温度又会使生命所必需的生物过程停顿。③液态的水:这是生物体必要的组成成分,也是生物体内进行各种生物化学反应的必要介质。④大气:许多作为生命起源的天然有机物,必须在大气中通过紫外线照射和电火花才能合成。大气还起保护作用,使生命免受陨石和宇宙线的伤害,使水不致大量汽化而逸失。⑤必要的时间:上述条件必须存在很长时间,然后才会有生命的产生和发展。 恒星温度太高,任何生命形态都不可能存在;小行星、彗星等体积太小,不能保持厚层大气,无法维持生命的发生和发展。只有一部分行星和某些卫星才有可能具备上述条件。太阳系内,水星表面温度约为400℃,日夜温差很大;金星表面温度约480℃,木星约-140℃,土星约-180℃,天王星、海王星和冥王星的表面温度更低,都不适于生命存在。对于火星,宇宙飞船着陆探测结果表明,在火星着陆点附近土壤中尚未发现任何生命形态。月球上白昼温度高达127℃,夜晚温度又低至-183℃,而且月球上既无大气,又无液态水,不具备生命存在的条件。登月探测并未发现月球上有生命存在。有些科学家认为土星的一颗卫星──土卫六,可能存在生命,但尚待证实。即使太阳系内其他行星、卫星都不存在生命,也不能说宇宙间只有地球上才有生命(见其他行星系)。银河系估计有几百亿颗行星,其中约有100万颗可能具有类似地球这样能够孕育生命的行星。在星际空间中已经发现五十种以上的星际分子。在落到澳大利亚默奇森和美国肯塔基地区的陨石中,已发现氨基酸这种有机物。这些都表明宇宙中其他天体可能存在生命。

  地球上产生生命的基础是碳和水。但在其他天体上产生生命的基础不一定是碳分子,可能是其他分子,例如硅。其他天体上生命存在的条件和进化的道路有可能与地球上的生物很不相同。另外,如果构成生命的基本粒子并不结成通常所称的原子和分子,那就会形成完全不同的生物。即使由分子组成的生物也不一定会和地球上相似。那种生物可能由超导物质组成,其形状和性质就会完全不同。

 

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