彗星能为岩石系外行星提供生命的基石吗

在《英国皇家学会学报 A：数学物理与工程科学》上发表的一篇论文中，剑桥大学的研究人员分析了彗星撞击在岩石系外行星上提供生命起源所需的初始益生元分子的潜力。他们发现，为了传递益生元分子，彗星需要相对缓慢地移动——速度低于每秒 15 公里;在更高的速度下，分子将无法生存——撞击的速度和温度会导致它们分裂。彗星最有可能以合适的速度运行的地方是紧凑的行星系统，其中一组行星紧密地绕在一起运行。在这样的系统中，彗星基本上可以从一颗行星的轨道通过或“弹跳”到另一颗行星，从而减慢它的速度。

众所周知，彗星含有一系列生命的组成部分，称为益生元分子。

例如，2022 年分析的龙宫小行星样本显示，它携带完整的氨基酸和维生素 B3。

彗星还含有大量氰化氢，这是另一种重要的益生元分子。

氰化氢强大的碳氮键使其更耐高温，这意味着它有可能在进入大气层后保持完好无损。

“我们一直在更多地了解系外行星的大气层，因此我们想看看是否存在彗星也可以输送复杂分子的行星，”美国宇航局天文学研究所的研究员理查德·安斯洛博士说。剑桥大学。

“地球上产生生命的分子可能来自彗星，因此银河系其他地方的行星也可能如此。”

我们太阳系中的大多数彗星都位于海王星轨道之外，即所谓的柯伊伯带。

当彗星或其他柯伊伯带天体相撞时，它们会被海王星的引力推向太阳，最终被木星的引力吸引。

其中一些彗星穿过小行星带进入内太阳系。

安斯洛博士说：“我们想在与我们自己的行星相似的行星上测试我们的理论，因为地球是目前我们唯一支持生命存在的行星。”

“什么样的彗星，以什么样的速度运行，可以提供完整的益生元分子?”

使用各种数学建模技术，研究人员确定彗星有可能为生命提供前体分子，但仅限于某些情况。

对于围绕与太阳类似的恒星运行的行星来说，行星的质量必须较低，这有助于行星与系统中其他行星的轨道接近。

科学家们发现，邻近轨道上的行星对于低质量恒星周围的行星来说更为重要，因为这些恒星的典型速度要高得多。

在这样的系统中，彗星可能会被一个行星的引力吸引，然后在撞击之前传递到另一个行星。

如果这种“彗星经过”发生足够多次，彗星就会减慢足够的速度，以便一些益生元分子能够在进入大气层时幸存下来。

“在这些紧密排列的系统中，每颗行星都有机会与彗星相互作用并捕获彗星，”安斯洛博士说。

“这种机制可能就是益生元分子最终出现在行星上的方式。”

对于围绕低质量恒星运行的行星(例如 M 矮星)，彗星输送复杂分子会更加困难，尤其是当行星松散堆积时。

这些系统中的岩石行星也遭受更多的高速撞击，可能对这些行星上的生命构成独特的挑战。

这些结果对于确定在太阳系外寻找生命的位置可能很有用。

“令人兴奋的是，我们可以开始确定可用于测试不同来源场景的系统类型，”安斯洛博士说。

“这是一种不同的方式来看待地球上已经完成的伟大工作。”

“什么分子途径导致了我们周围看到的生命的巨大多样性?”

“还有其他行星也存在同样的路径吗?”

“这是一个激动人心的时刻，能够结合天文学和化学的进步来研究一些最基本的问题。”