檢測外星生物化學的新工具

在火星和外太陽系的冰凍衛星上探測生命似乎越來越可行。根據發表在《生物學》期刊上的一篇新論文,西班牙馬德里天文生物學中心的阿爾貝托·法蘭和他的同事們開發了一種新的工具,用來檢測其他行星上的生命。

檢測外星生物化學的新工具

是沙礫還是微生物?其實,它是一簇大腸桿菌。但有的時候就很難分辨,所以我們需要新的識別工具。

這個工具被稱為「CMOLD」——復雜分子檢測器。通過這個工具,他們解決了星際探索領域的一個主要科學挑戰:如何僅使用機器人着陸器在其他行星上探測生命。

之前的生命探測儀器,幾乎都使用氣相色譜-質譜儀(GC-MS)來尋找揮發性有機化合物。上世紀七十年代的海盜號着陸器、後來的好奇號火星探測器以及即將啟動的歐洲ExoMars火星探測計劃等,都使用了這些設備。這些設備會加熱樣本,分離出樣本中的組成元素,然後通過光譜信號對元素進行識別。

但是CMOLD的工作方式有點不一樣。它從懸浮液體中提取有機分子,然後應用三種強大的分析技術:(1)顯微鏡——尋找生命的微觀視覺證據;(2)拉曼光譜儀——檢測原子組成和有機分子;以及(3)生物標記探測器,其包含可與生命相關的化合物結合的抗體及DNA和RNA短分子。

這項新技術的出現非常及時。它可以使前往太空探索生命的機器人任務比樣本取回項目更具有競爭力。比如,NASA剛剛向火星發射了毅力號探測器,以啟動樣本取回項目。CMOLD的某些部分已經經過廣泛測試,並計劃在未來的探測任務中飛往太空。例如,歐洲航天局的羅斯林德·富蘭克林探測器計劃於2022年發射,探測器上的科學載荷中就有拉曼光譜儀。NASA幾年前提議的火星任務——「破冰者」——中也有生物標記探測器。考慮到這些過往經驗以及已經完成的不少測試,法蘭和他的同事們相信,由三個部分組成的CMOLD可以在不久的將來投入使用。

論文作者稱,他們的新儀器適用於檢測我們尚不知曉的生命。當然,這也取決於所謂的「尚不知曉的生命」到底有多離奇。盡管生物標記探測器是否會就不同於地球的生物化學給出積極信號仍值得探討,但拉曼光譜儀確實可以檢測復雜的有機生物特徵,哪怕這些特徵與已知的生命分子不相對應。最後,高分辨率的光學顯微鏡也是近距離觀察樣本的重要工具。

因此,CMOLD代表着一種非常具有前景的方法,可用來探測火星以及冰凍衛星(如Europe和Enceladus)上的生命。在火星以及外太陽系的冰凍衛星上,如果有生命存在,那麼它們至少應該跟我們地球上的生物有一些相似之處(當然土衛六是個例外,土衛六上的生物化學類型可能和地球上的完全不一樣)。但是,當我們繼續啟動更多星際探索任務時,有CMOLD這些設備隨時可用,顯然會是件好事。

來源:cnBeta