撞击小行星新论文发表

星球孕育生命的的秘诀是什么?天文学家不确定，毕竟除了地球，我们还没有发现其他星球有生命。 但这并不妨碍我们一些有根据的猜测：生命可能需要水、碳、足够的光和热来为一个世界供电，但又不能过多将其燃烧成碎片。引力不应太大，气大气层也不会对两者造成伤害。但是一项新的研究提出了另一个重要成分：恰到好处的小行星和彗星撞击。 剑桥大学天文学家、这篇新论文的主要作者马克怀亚特(Mark Wyatt)说，当一个大型天体撞击行星时，会发生两件事：该天体的物质被添加到行星的质量中，并且撞击区周围的一些大气被带入了太空。 在真正巨大的撞击中，就像形成地球月球的撞击一样，一些大气也会被踢出地球的远端，这意味着会损失更多的大气。但这并不意味着想要成为一个家园的世界就应该完全跳过影响。如果一颗行星要发展出被认为是生命所必需的条件，那么最好是属于中等类别的行星，它们会吸收大量的主要影响——但不会多到失去大气层。 怀亚特在接受《生活科学》杂志采访时表示，这是因为行星几乎肯定需要大气中的“挥发物”来孕育生命。挥发物是可以在低温下沸腾的化学物质，例如水和二氧化碳。我们所知道的所有生命都依赖水和碳来维持自身在基本化学水平上的生长，科学家们相信，这些化学物质的特性使其成为生命存在于宇宙中任何地方所必需的。 但并不是所有的行星一开始都有必要的挥发物浓度。在恒星生命周期的早期，它要明亮得多。而且那额外的光芒足够炽热，足以烘烤出该区域内所有散落的尘埃，这些区域随后将成为恒星的宜居区域，也就是不过于热、不过于冷的区域。那些高温的早期温度很可能会从尘埃中除去水和其他挥发物，最终将成为可居住的行星。所以当行星形成，恒星冷却下来后，这些岩石球体需要从太阳系的其他地方获取它们的挥发物。换句话说，它们必须撞向一堆大的漂浮物。 研究人员发现，传递挥发性物质而不剥夺星球大气层，并对其进行灭菌的最佳选择是中型天体。这组作者发现，从60英尺宽(20米)到3,300英尺宽(1公里)的小行星和彗星的撞击都能非常有效地传递了挥发物，并且它们向大气中添加的量要多于它们所减去的量。较大的小行星(宽约1至12英里(2至20公里))将剥夺更多的大气层。 作者发现，像形成地球月球那样的巨大撞击，并没有像你期望的那样使这个故事陷入混乱。此类事件很少见，尽管它们可以改变大气的组成，但并不能完全消除它。 作者写道，从这篇论文中得出的一个重要结论是，小型“ M级”恒星——最常见的一类恒星，由于太暗而无法用肉眼看到，其中许多都是红矮星——可能不适合生命存在。这很重要，因为在这类恒星周围发现了大量可能适合居住的系外行星。 怀亚特说：“对于M恒星，它们的低发光度意味着它的可居住区域比像太阳这样的恒星更接近恒星。” 为了获得足够的光，环绕M级恒星的类地球行星可能必须与水星离我们的太阳那么近。 而且情况变得更糟。在一颗小的低质量恒星旁边，小行星和彗星以更高的速度飞来飞去，撞向行星的可能性更大。 怀亚特说：“高速撞击对消除大气层的效率要高得多。” 这对M星球上的生命来说是个坏消息。这并不是使M星球不可能存在生命的唯一因素。 密西根大学系外行星大气专家莎拉·鲁格海默(Sarah Rugheimer)说：“有许多原因使绕M矮星运行的宜居行星可能没有大气层，其中包括从恒星风中剥夺并且行星更接近其宿主恒星。” 那么M星球上有生命存在的希望吗? “我认为，最终，我们将在詹姆斯·韦伯太空望远镜发射升空后不久用观察性的方式回答这个问题：绕着M矮星运行的可居住行星是否有大气层?”鲁格海默说， “我们知道绕着M矮星运行的稍热和较大的行星确实具有浓厚的大气层。但是对于宜居行星来说，这个问题仍然存在：它们能否保持足够薄的大气层，像地球而不是金星?” 作者在论文中强调说，他们的许多结论都基于不确定性：生命在哪里形成?那里的其他恒星系统有多少类似于我们的太阳系? 密歇根大学行星形成与水方面的专家埃德温·贝尔金(Edwin Bergin)并未参与这项研究，他与作者们一致认为，本文背后的计算中有所谓的“重大并发症”。 他说：“但是他们呈现的总体趋势非常有趣，而且可能很重要。” 他指出了自己的工作，这表明地球最初是从较厚的富氮大气开始的，但大部分却因撞击而丢失。 这篇新论文的作者在他们的模型中建议，彗星和小行星的撞击可能影响了地球、火星和金星的大气。 研究人员说，未来还会有更多关于这一工作如何解释我们自己的太阳系的研究，特别是巨大的撞击在这里所扮演的角色。这篇论文还没有在同行评审的期刊上发表，可以在预印本服务器arXiv上找到。

杀死几乎所有恐龙的小行星是在春季袭击的地球。这一结论是由一个国际研究小组在检查了薄片、高分辨率同步辐射X射线扫描以及在小行星撞击后不到60分钟死亡的鱼类骨骼的碳同位素记录后得出的。该团队在《自然》上发表了他们的发现。

来自瑞典乌普萨拉大学、阿姆斯特丹自由大学(VU)、布鲁塞尔自由大学(VUB)和法国欧洲同步辐射设施(ESRF)的研究人员在北达科他州（美国）独特的Tanis地区找到了匙吻鲟和鲟鱼的化石，它们是所谓Chicxulub陨石撞击的直接受害者，其也标志着恐龙的末日。这次撞击撼动了大陆板块并在水体中引起了巨大的驻波。在撞击后不到一个小时，这些沉积物就被大量的沉积物吞噬并将它们活埋，而撞击的球状物则从天而降。

Tanis事件沉积物中的鱼类化石保存得非常原始，它们的骨骼几乎没有显示出地球化学改变的迹象。同步辐射X射线数据证实了过滤掉的撞击颗粒仍卡在它们的鳃里。甚至软组织也被保存了下来。

为了重建最新白垩纪的季节性，对选定的鱼骨进行了研究。来自乌普萨拉大学和ESRF的Sophie Sanchez表示：“这些骨头记录了季节性生长，非常像树木。”

来自阿姆斯特丹大学的论文第一作者Jeroen van der Lubbe指出：“检索到的生长环不仅记录了鱼类的生活史，而且还记录了最新白垩纪的季节性，从而记录了灾难性灭绝发生的季节。”

骨细胞的分布、形状和大小提供了另一条证据，众所周知，骨细胞也会随着季节的变化而波动。“在所有研究的鱼类中，骨细胞的密度和体积可以在多年内被追踪到，”乌普萨拉大学的Dennis Voeten说道，“这些都在上升，但在死亡的那一年还没有达到高峰。”

对其中一条被研究的匙吻鲟进行的稳定碳同位素分析得以揭示了其年度进食模式。浮游生物是它的首选猎物，其供应量会随季节变化，在春季和夏季之间达到顶峰。

阿姆斯特丹大学的Suzan Verdegaal-Warmerdam解释称：“相对于较轻的 12 C碳同位素，这种暂时增加的摄取浮游生物使其捕食者的骨架富含较重的 13 C碳同位素。”来自乌普萨拉大学和阿姆斯特丹大学的Melanie During则称：“这个不幸的匙吻鲟的生长记录中的碳同位素信号证实，捕食季节尚未达到高潮--死亡发生在春天。”

白垩纪末的大灭绝代表了生命史上最具选择性的灭绝之一，所有的非鸟类恐龙、翼龙、氨化石和大多数海洋爬行动物都灭绝了，而哺乳动物、鸟类、鳄鱼和海龟却幸存下来。因为我们现在知道灭绝一定是在北半球的春天突然开始的，我们开始理解这一事件发生在最新白垩纪生物特别敏感的生命阶段--包括繁殖周期的开始。另外，由于南半球的秋天跟北半球的春天相吻合，对冬天的准备可能正好保护了南半球的生物。

Melanie During总结道：“这一关键的发现将有助于揭开为什么大多数恐龙灭绝而鸟类和早期哺乳动物却成功地躲过了灭绝。”

是一个有生命的星球的配方是什么？天文学家们还不确定——除了地球，我们还没有发现其他的行星。

，但我们有一些有根据的猜测：生命可能需要水、碳和足够的光和热来驱动一个世界，而不需要把它烧成碎片。地心引力不应该太高，大气也不会造成伤害。但是一项新的研究提出了另一个重要的因素：小行星和彗星的撞击，其撞击量恰到好处。

当一个大的物体撞击一颗行星时，会发生两件事：物体上的物质被添加到行星的质量中，撞击区周围的一些大气被发射到太空中，马克·怀亚特说，剑桥大学天文学家，新论文的主要作者。在真正巨大的撞击中，比如形成地球月球的撞击，一些大气层也会从地球的另一边被吹走，这意味着更多的大气层会消失。但这并不意味着一个想要的家庭世界应该完全忽略这些影响。如果一颗行星要发展出被认为是生命所必需的条件，最好是属于一个吸收了大量主要撞击的中等行星类别——但不要太多以至于失去了大气。

相关：9奇怪，怀亚特在接受《生活科学》杂志采访时说，人类为什么还没有找到外星人的科学借口

，这是因为行星几乎肯定需要大气层中的“挥发物”才能孕育生命。挥发性物质是化学物质，如水和二氧化碳，它们可以在低温下沸腾。我们所知道的所有生命都依赖水和碳在基本的化学水平上维持自身，科学家们相信这些化学物质的特性使它们成为宇宙中任何地方生命产生的必要条件。

，但并非所有的行星都是从必要的挥发物浓度开始的。在恒星生命的早期，它会更加明亮。而这额外的光芒足够炽热，足以烘烤该区域所有松散的尘埃，这些尘埃将成为恒星的宜居区——不太热，不太冷的区域——稍后。这些早期的高温很可能会带走尘埃中的水和其他挥发物，最终成为可居住的行星。所以在行星形成和恒星冷却后，这些岩石球体需要从太阳系的其他地方获取挥发物。换言之，他们必须粉碎成一堆大的杂散物体。

研究人员发现，在不剥离行星大气并对其进行消毒的情况下，最适合输送挥发物的是中等大小的物体。作者发现，从60英尺宽（20米）到3300英尺宽（1公里）的小行星和彗星的撞击在释放挥发物方面非常有效，而且会给大气增加比减少更多的挥发物。直径在1到12英里（2到20公里）之间的更大的小行星，会比它们所加的剥离更多的大气层。作者发现，像形成地球月球的

巨大撞击，并不像你所期望的那样搅乱这个故事。这样的事件是相当罕见的，虽然它们可以改变大气的组成，但它们不会完全消除它。

本文的一个重要教训是，小的“M级”恒星——最常见的一类恒星，太暗，肉眼看不见，其中许多是红矮星——很可能是生命的坏候选星，作者写道。这一点很重要，因为有很多潜在的可居住的系外行星围绕着这些恒星出现。

“对于M个恒星来说，它们的低亮度意味着可居住区比像太阳这样的恒星更靠近恒星，”怀亚特说，

可以获得足够的光，一颗类似地球的行星绕着一颗M级恒星旋转，可能必须像水星离我们的太阳一样靠近它。

它会变得更糟。就在一颗小质量恒星旁边，小行星和彗星以更高的速度飞行，并更剧烈地撞向行星“绊倒大气层，”怀亚特说，

对M星球的生命来说是个坏消息。这并不是导致M-世界生命不可能存在的唯一因素。

“围绕M-矮星运行的可居住行星可能没有大气层的原因有很多，包括从恒星风中剥离，行星离它们的主星更近，”该大学的系外行星大气专家莎拉·鲁格海默说牛津大学的，他没有参与这项研究。

那么在M个星球上有生命的希望吗

“我认为，最终，我们将在它发射后不久用[詹姆斯韦伯太空望远镜]在观测上回答这个问题：围绕M矮星运行的可居住行星是否有大气层？”鲁盖默说我们知道，围绕M矮星运行的稍热、稍大的行星确实有厚厚的大气层。但对于可居住的行星来说，这个问题仍然存在：它们能否保留足够薄的大气层，比如地球而不是金星作者在论文中强调，他们的许多结论都是基于不确定性：生命在哪里形成？其他恒星系统和我们的太阳系有多相似？”密歇根大学行星形成和水资源专家Edwin Bergin没有参与这项研究他同意作者的观点，认为在这篇论文背后的计算过程中存在着他所说的“显著的复杂性”。他说：

“但是它们所呈现的总体趋势是非常有趣的，而且可能是重要的。”他指出了他自己的工作，这表明地球从一个较厚的地方开始，富含氮的大气，但在撞击中损失了很多。这篇新论文的作者在他们的模型中提出，彗星和小行星的撞击可能塑造了地球、火星和金星的大气层。

在未来的道路上，研究人员说，还有更多的事情要学习这项工作如何解释我们自己的太阳系，特别是巨大撞击在这里的作用。本文尚未发表在同行评议的期刊上，可在预印本服务器arXiv上找到。

最初发表在《生命科学》上。