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资讯 | “毅力号”着陆火星表面,人类首次在地外进行生命考古

编辑:奥聪2021-03-09 浏览次数:152

最近,“毅力”登陆火星表面,它能否顺利探测到生命的痕迹或宜居环境,我们拭目以待。也许仅仅在太阳系中我们就不孤单,“毅力号”此行也将大大推进人类探索地外文明的步伐。

“毅力号”着陆火星表面后,拍摄的照片,图片来自nasa.gov

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导读

刚刚耗费27亿美元的“毅力号”火星车发来信息:Safe on Mars(在火星安全着陆),连同配上一张火星地表图,并称这里是它永远的家(此行“有去无回”,目前人类尚未掌握把火星车带回来的技术),仅这张图片向地球传输就需要数分钟时间,它与我们的距离非常遥远。与“毅力号”一同飞往火星的还有一个1.8公斤重的小型直升机“才智号”,它将在火星近地面探索更为广阔的环境。

“毅力号”是美国研制的第五辆火星车,也是最为复杂的火星车。此次“毅力号”在火星上将执行四大任务:寻找可居住性;寻找生物特征;暂存样本;为载人登陆做准备。

事实上,早在2021年年初,“毅力号”、阿联酋的“希望号”(基本上是美国的技术,阿联酋出钱)以及我国的“天问一号”火星探测器就已进入火星轨道。“毅力号”率先降落火星表面,“天问一号”则预计今年5月登陆火星。

撰文 | 张同杰(北京师范大学天文系教授)

责编 | 叶水送

2020年三个火星探测器中国的“天问一号”、 阿联酋的“希望号”以及美国NASA的“毅力号”火星探测器,踏上飞往火星的征程。2021年将逐鹿火星,堪称“三雄争霸”。

“毅力号”登陆火星模拟图,图片来自NASA

北京时间2月19日凌晨4点55分,“毅力号”火星探测器着陆火星表面,首当其冲成为急先锋。它的最重要任务就是寻找火星曾经存在生命的痕迹,如同在地球上寻找古生物化石一样,它要在地球之外的火星上对外星生命进行“考古”探测研究,可以称这是人类首次地外生命考古。

“毅力号”火星探索任务分解(点击可见大图)

“毅力号”火星车降落方式,这也是火星探测任务中极为关键的步骤,图片来自nasa.gov

宇宙中的生命包含低级生命和高级生命。低级生命是最简单的生命形式如微生物等、有机分子等,如氨基酸、糖和蛋白质等。它们是目前已知的、所有生命类型的物质基础。

20世纪60年代天文学四大发现包括星际有机分子。2020年天体生物学家在金星大气层中发现了磷化氢(PH3),它被视为“生物标志”,即可能存在着生命(低级生命)的迹象,相关文章在Nature上发表。

上述这些研究都是依据生物物理化学等知识,依靠天文技术手段探测地外生命在当今宇宙中是否存在,这是天体生物学 (Astrobiology)的标准研究方法和内容。

此次“毅力号”的火星生命探秘是天体生物学和考古学的结合,即天体生物考古学,这如同天文学和物理学的结合诞生出天体物理一样。

杰泽罗陨石坑(Jezero Crater)三角洲。图片由美国火星勘测轨道探测器拍摄。

那么,“毅力号”着陆火星会成功找到生命遗迹吗?首先根据太阳系演化理论,地球和火星相似,火星曾经拥有生命存在的环境,其次前期的火星探测已经找到了最合适的考古地点杰泽罗陨石坑(Jezero crater)。研究表明,在着陆点杰泽罗陨石坑发现远古微生物存在迹象的可能性很高(如上图)。

大约几十亿年前,杰泽罗陨石坑或许曾是一个大湖。火星上有很多陨石坑都可能是古湖泊,但是不是所有的陨石坑都有证据表明曾是湖泊,目前还不清楚。

杰泽罗陨石坑曾经可能是一个湖泊,图片来自NASA

杰泽罗陨石坑有些与众不同,它有一个流入河流和一个流出河流,这意味着它曾经可能存在水,因此杰泽罗陨石坑被认为是古湖泊。另外,在杰泽罗陨石坑内观测到了火星上最完整的三角洲沉淀物(上图中蓝色部分),这是微生物最适合生存的地方,也是保存这些微生物的极佳地点。

杰泽罗陨石坑在火星上是独一无二的,除此之外找不到如此独特完整的湖泊系统,包含如此完整的三角洲地带和多样化的沉积矿物质。因此,杰泽罗陨石坑是地外生命考古的最佳地点。

除此之外,“毅力号”还携带了先进的挖掘机——“洛阳铲”等用于取样和分析的精密仪器。“才智号”无人机还能从火星地表上空探测更广阔的空间,以寻找适合生命生存的环境。

此次,“毅力号”火星探测器能否探测到地外生命(低级)存在的证据,我们拭目以待。

浩瀚无垠的宇宙,地球是普通的而又不普通的星球

如果“毅力”号在火星上发现生命迹象,这将验证我们已有的宇宙观,而不能改变我们的宇宙观,因为我们的宇宙观在当今天文学发展历史中早已形成,尤其是21世纪以来发展起来的精确宇宙学理论和观测,让我们更加清楚地认识到我们在宇宙中并不特殊(如上图)。

我们一直在寻找宇宙的中心,从地球是中心,到太阳,再到银河系,一直到整个宇宙,最终我们发现宇宙没有中心,或者处处是宇宙的中心。

我们认为,生命必需的成份和条件在宇宙任何地方都是普遍存在的,这基于两个假定。

1.从统计上来推算,银河系中就或许存在与地球类似的文明,由此可以估算地外文明可达亿级;

2. 哥白尼原理(The Copernican Principle),即宇宙处处是平权的,即宇宙别处或许有生命和地外文明。

因此,希望NASA的“毅力号”能够证明我们在宇宙中不孤独,曾经有其他古老的生命一直陪伴着我们,直至今日我们才远隔重洋、突破种种限制才见到它们的真容。

最后,让我们期待3个月后“天问一号”顺利着陆火星表面

注:本文部分内容见此前文章“马斯克想葬在火星?不过这里有可能早就埋藏了其他生物”。

制版编辑 | Morgan



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