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資訊 | “毅力號”著陸火星表面,人類首次在地外進行生命考古

編輯:奧聰2021-03-09 瀏覽次數:15

最近,“毅力”登陸火星表面,它能否順利探測到生命的痕跡或宜居環境,我們拭目以待。也許僅僅在太陽系中我們就不孤單,“毅力號”此行也將大大推進人類探索地外文明的步伐。

“毅力號”著陸火星表面后,拍攝的照片,圖片來自nasa.gov

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導讀

剛剛耗費27億美元的“毅力號”火星車發來信息:Safe on Mars(在火星安全著陸),連同配上一張火星地表圖,并稱這里是它永遠的家(此行“有去無回”,目前人類尚未掌握把火星車帶回來的技術),僅這張圖片向地球傳輸就需要數分鐘時間,它與我們的距離非常遙遠。與“毅力號”一同飛往火星的還有一個1.8公斤重的小型直升機“才智號”,它將在火星近地面探索更為廣闊的環境。

“毅力號”是美國研制的第五輛火星車,也是最為復雜的火星車。此次“毅力號”在火星上將執行四大任務:尋找可居住性;尋找生物特征;暫存樣本;為載人登陸做準備。

事實上,早在2021年年初,“毅力號”、阿聯酋的“希望號”(基本上是美國的技術,阿聯酋出錢)以及我國的“天問一號”火星探測器就已進入火星軌道?!耙懔μ枴甭氏冉德浠鹦潜砻?,“天問一號”則預計今年5月登陸火星。

撰文 | 張同杰(北京師范大學天文系教授)

責編 | 葉水送

2020年三個火星探測器中國的“天問一號”、 阿聯酋的“希望號”以及美國NASA的“毅力號”火星探測器,踏上飛往火星的征程。2021年將逐鹿火星,堪稱“三雄爭霸”。

“毅力號”登陸火星模擬圖,圖片來自NASA

北京時間2月19日凌晨4點55分,“毅力號”火星探測器著陸火星表面,首當其沖成為急先鋒。它的最重要任務就是尋找火星曾經存在生命的痕跡,如同在地球上尋找古生物化石一樣,它要在地球之外的火星上對外星生命進行“考古”探測研究,可以稱這是人類首次地外生命考古。

“毅力號”火星探索任務分解(點擊可見大圖)

“毅力號”火星車降落方式,這也是火星探測任務中極為關鍵的步驟,圖片來自nasa.gov

宇宙中的生命包含低級生命和高級生命。低級生命是最簡單的生命形式如微生物等、有機分子等,如氨基酸、糖和蛋白質等。它們是目前已知的、所有生命類型的物質基礎。

20世紀60年代天文學四大發現包括星際有機分子。2020年天體生物學家在金星大氣層中發現了磷化氫(PH3),它被視為“生物標志”,即可能存在著生命(低級生命)的跡象,相關文章在Nature上發表。

上述這些研究都是依據生物物理化學等知識,依靠天文技術手段探測地外生命在當今宇宙中是否存在,這是天體生物學 (Astrobiology)的標準研究方法和內容。

此次“毅力號”的火星生命探秘是天體生物學和考古學的結合,即天體生物考古學,這如同天文學和物理學的結合誕生出天體物理一樣。

杰澤羅隕石坑(Jezero Crater)三角洲。圖片由美國火星勘測軌道探測器拍攝。

那么,“毅力號”著陸火星會成功找到生命遺跡嗎?首先根據太陽系演化理論,地球和火星相似,火星曾經擁有生命存在的環境,其次前期的火星探測已經找到了最合適的考古地點杰澤羅隕石坑(Jezero crater)。研究表明,在著陸點杰澤羅隕石坑發現遠古微生物存在跡象的可能性很高(如上圖)。

大約幾十億年前,杰澤羅隕石坑或許曾是一個大湖?;鹦巧嫌泻芏嚯E石坑都可能是古湖泊,但是不是所有的隕石坑都有證據表明曾是湖泊,目前還不清楚。

杰澤羅隕石坑曾經可能是一個湖泊,圖片來自NASA

杰澤羅隕石坑有些與眾不同,它有一個流入河流和一個流出河流,這意味著它曾經可能存在水,因此杰澤羅隕石坑被認為是古湖泊。另外,在杰澤羅隕石坑內觀測到了火星上最完整的三角洲沉淀物(上圖中藍色部分),這是微生物最適合生存的地方,也是保存這些微生物的極佳地點。

杰澤羅隕石坑在火星上是獨一無二的,除此之外找不到如此獨特完整的湖泊系統,包含如此完整的三角洲地帶和多樣化的沉積礦物質。因此,杰澤羅隕石坑是地外生命考古的最佳地點。

除此之外,“毅力號”還攜帶了先進的挖掘機——“洛陽鏟”等用于取樣和分析的精密儀器?!安胖翘枴睙o人機還能從火星地表上空探測更廣闊的空間,以尋找適合生命生存的環境。

此次,“毅力號”火星探測器能否探測到地外生命(低級)存在的證據,我們拭目以待。

浩瀚無垠的宇宙,地球是普通的而又不普通的星球

如果“毅力”號在火星上發現生命跡象,這將驗證我們已有的宇宙觀,而不能改變我們的宇宙觀,因為我們的宇宙觀在當今天文學發展歷史中早已形成,尤其是21世紀以來發展起來的精確宇宙學理論和觀測,讓我們更加清楚地認識到我們在宇宙中并不特殊(如上圖)。

我們一直在尋找宇宙的中心,從地球是中心,到太陽,再到銀河系,一直到整個宇宙,最終我們發現宇宙沒有中心,或者處處是宇宙的中心。

我們認為,生命必需的成份和條件在宇宙任何地方都是普遍存在的,這基于兩個假定。

1.從統計上來推算,銀河系中就或許存在與地球類似的文明,由此可以估算地外文明可達億級;

2. 哥白尼原理(The Copernican Principle),即宇宙處處是平權的,即宇宙別處或許有生命和地外文明。

因此,希望NASA的“毅力號”能夠證明我們在宇宙中不孤獨,曾經有其他古老的生命一直陪伴著我們,直至今日我們才遠隔重洋、突破種種限制才見到它們的真容。

最后,讓我們期待3個月后“天問一號”順利著陸火星表面

注:本文部分內容見此前文章“馬斯克想葬在火星?不過這里有可能早就埋藏了其他生物”。

制版編輯 | Morgan



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