《天文学》本周发表的一篇论文表明，在太阳系之外遥远的岩石行星上，如果其大气以氢气为主，则可能支持生命。在涉及密封瓶和一些非常顽强的微生物的实验中，麻省理工学院的科学家发现，酵母菌和大肠杆菌都能在纯氢气组成的大气环境中生长——这与地球上人类和许多其他生命赖以生存的富含氮气和氧气的空气截然不同。这意味着生命可能存在于比我们之前认识到的更广泛的外星栖息地中。
当科学家设想宜居的外星世界时，他们会想象这些地方拥有以氮气或二氧化碳为主的类地大气，就像火星和金星上的那样。然而，最近，研究人员开始怀疑其他类型环境的行星也可能能够支持生命。特别是，一些科学家已经将目光锁定在富含氢气的大气层上。
“地球上富含氢气的环境极其罕见，而且鲜为人知，”新研究的合著者、天体物理学家Sara Seager在电子邮件中告诉《大众科学》杂志。“迄今为止，天文学家尚未在宇宙中其他地方发现任何富含氢气大气层的类地行星，这可能是因为岩石行星周围的大气层通常比气态巨行星的大气层更难探测。但这些富含氢气的大型岩石行星很可能存在，而且随着更先进望远镜的开发，我们可能会在未来几年开始发现它们。”
“今天我们使用哈勃望远镜和地面望远镜，”Seager说。但她表示，未来，科学家将依赖于更强大的工具，例如定于2021年发射升空的詹姆斯·韦伯空间望远镜。
有了这项新技术，表面漂浮着氢气的行星实际上将比那些更类地行星更容易被发现——因为氢气很轻，它们的大气层应该会向外太空延伸得更远。
Seager和她的团队怀疑富含氢气的大气层世界就在那里等待被发现，并希望证明生命可以在这些区域茁壮成长。“我们决定进行一个简单的实验，以清楚地告诉天文学家，生命可以在氢气环境中生存和繁衍，”她说。
虽然氢气本身对生命无害，但以前从未在100%氢气大气中培养过微生物。在他们的实验中，Seager和她的团队决定对酵母菌和大肠杆菌进行测试——这两种生物可以在没有氧气的情况下生存，但乍一看似乎并不适应富含氢气的栖息地。
研究人员将酵母菌和大肠杆菌的菌落生长在密封的瓶子中，与周围空气隔离开。除了为微生物提供营养丰富的肉汤外，这些瓶子还包含各种不同的气体，包括纯氢气、普通空气以及可能存在于其他系外行星上的其他气体混合物。
酵母菌和大肠杆菌都能在100%的氢气大气中存活并繁殖，尽管速度比在空气中慢。Seager及其同事在实验室创造的条件并不完全符合科学家对外星行星的预期——其大气层除了氢气外，还会包含一定量的其他气体，并且可能拥有更强的重力或与地球有其他不同之处。然而，简单的细菌以及像酵母菌这样相对复杂的微生物能在这些条件下勉强生存，这提高了被氢气包裹的行星可能被某种形式的生命所居住的可能性。
现在，研究人员怀疑富含氢气的岩石世界确实存在，并且微生物可以在上面茁壮成长，下一步是找出一种方法来从遥远的地球上识别出外星生命。一种方法是寻找所谓的生物标志物气体。在地球上，生命体，如植物和光合细菌，可以产生这些特定的气体。理论上，在另一颗行星上识别出它们将是生命存在的良好迹象。
在Seager及其同事的实验中，生长的大肠杆菌释放了几十种不同的气体，包括氨气等，如果仪器在遥远的行星上探测到这些气体，科学家会将其视为有希望的生命迹象。这意味着未来的望远镜或许能够探测到生活在充满氢气的大气中的生命。现在我们只需要找到这些奇特的星球。
