还在“死磕”类地行星? 氢海行星或许也是外星生命“摇篮”

  在超级地球和超小海王星之间,还可能存在另外一种行星,即氢海行星。这种行星的氢气包层很薄,使得海洋表面压强不是特别大,能够支撑生命存在。对K2-18b的观测发现,也证明了符合上述构想的系外行星是存在的。

  邹远川 华中科技大学物理学院教授

  探索宇宙,寻找外星生命,人类又迈出了一小步。

  近日,来自英国剑桥大学的天文学家认为,氢海系外行星或是孕育外星生命的“摇篮”。研究团队发表论文称,他们发现了一类新的宜居行星,这种系外行星的质量是地球的几倍,拥有巨大的液态水海洋和富含氢气的大气层,被称为氢海行星。

  也许在不久的将来,人类就能够在一颗意想不到的星球上,发现地外生命。

  宜居星球不只是类地行星

  “目前比较可信的氢海行星只有K2-18b一个。”邹远川直言,氢海行星是一个拥有主要由氢气所构成的薄大气层,以及由液态水(海洋)作为行星表层的系外行星。

  这种行星质量范围比较广,大致在1个到10个地球质量之间,邹远川说,以目前的观测来看,氢海行星的质量,正好处在人类能观测到的地外行星主要质量范围内。但其大气只占总质量的百万分之一左右,“氢海行星大气层很薄,要发现并确定它们并不容易。”邹远川说。

  自20世纪90年代初,人类首次发现太阳系之外的行星以来,我们已经发现了数千颗系外行星。在已知的数千颗系外行星中,绝大多数行星质量在地球和海王星之间,它们通常被称为超级地球或超小海王星,大多为大气富含氢的岩质行星和冰质巨行星,或介于两者之间的行星。氢海行星此前就被归属于超小海王星。

  目前,地球是人类唯一知晓存在生命的天体。在系外行星搜索中,我们始终把寻找生命迹象视为重头戏。为此,天文学家主要关注与地球体积、质量、温度和大气成分相似的行星,即类地行星。

  而在剑桥大学的最新研究中,研究人员认为或许不只有类地行星才宜居,此前曾被认定为非宜居行星的氢海行星,也有可能孕育生命。研究小组成员表示,氢海行星在整个银河系中似乎极其常见,它们可能拥有“极端生物”,如同能在地球上最恶劣环境中繁衍生息的生物一般。

  研究人员认为,氢海行星通常比地球更炎热,其大气温度或高达200摄氏度,具体情况取决于它们的宿主恒星及其与宿主恒星的距离。

  尽管氢海行星与地球有着不同的特性,但仍具有容纳大型海洋的特征,在富含氢的大气层下,或存在着行星尺度的巨大海洋。

  邹远川介绍,与类地行星相比,氢海行星可能存在于恒星周围更广的空间范围。这就意味着,即使位于宜居带范围之外,仍有机会找到能够孕育生命的行星。这个发现或可改写我们对于“宜居带”的一般性认识。

  氢海行星上的海洋或能孕育生命

  邹远川介绍,氢海行星的质量在地球和海王星之间。同样在此质量区间,大多数超小海王星则没有支撑生命存在的条件。大多数超小海王星的质量超过地球的1.6倍。虽然这一质量要比海王星小,但还是太大了,无法像地球一样拥有岩质的内部结构。“生命不能在气体中诞生,只能在岩石核上,如果气体太厚,岩石所处的气压太高,生命就无法存在。”他说。

  早期对这类行星的研究认为,它们富含氢的大气之下,压力和温度过高,无法支持生命存在。而剑桥大学研究团队最近对K2-18b的研究发现,在某些条件下,这类行星仍有机会支持生命繁衍。

  这一发现让该团队开始对相关行星和恒星性质开展了更加全面、详细的调查,寻找已知或未知的系外行星中哪些可能满足这些条件,以及是否有机会观测到它们的生物信号。

  邹远川说,这类行星还包含潮汐锁定的暗氢海行星,它们可能只有在永久背阴面具有宜居条件;还包括只能接收到来自恒星少量辐射的冷氢海行星。

  也有研究认为,氢海行星有条件支持地外生命存在的观点,更重要的是这类行星的数量和可观测性均高于类地行星,这将大大加速人类对太阳系之外的生命搜索工作。

  “最新的研究成果并没有推翻之前的行星研究结论。”邹远川坦言,新研究只是说在超级地球和超小海王星之间,还可能存在另外一种行星,即氢海行星。这种行星的氢气包层很薄,使得海洋表面压强不是特别大,能够支撑生命存在。对K2-18b的观测发现,也证明了符合上述构想的系外行星是存在的。

  生命形态极可能是微生物

  可以肯定的是,氢海行星为人类在寻找地外生命的道路上开辟了一条全新途径。

  剑桥大学研究人员认为,氢海行星大气中可能存在一些微量的生物标记物。不久的将来,人类或许可以通过光谱观测发现这些标记物。

  目前,该研究团队确定了一个相当大的潜在氢海行星样本库,这些样本可以成为下一代望远镜详细研究的候选对象。

  同时,仅仅依靠质量大小不足以确认一颗行星的具体情况,还需从温度和大气性质等其他方面进行更详细地研究。

  邹远川说,氢海行星比类地行星尺寸更大、温度更高,其大气富含氢,使得它们的大气特征更容易被探测到。

  他介绍,类似氢海行星这样的行星,在已知的系外行星中占了大多数。从光谱上探测氢海行星大气中的生物标记,需要更加强大的望远镜,即将发射的詹姆斯·韦伯望远镜正是一个适合用于此项研究的望远镜。

  从过程上看,对氢海行星的探测与探测类地行星是相同的,即先利用专用的行星探测望远镜找到地外行星,再在其中搜寻可能的候选体,然后利用超大望远镜进行详细观测。

  值得注意的是,虽然氢海行星是一种可能孕育生命的行星,但一方面,可以成为氢海行星的限制条件仍比较多,目前比较可信的候选体也只有一个;另一方面,即便该类行星能够孕育生命,也极有可能是微生物,因为氢海行星的大气中没有氧气, 无法支撑需进行有氧呼吸的大型动植物存活。

  邹远川介绍,对于寻找地外生命,目前的主流还是搜寻类地行星。如2009年至2013年,美国国家航空航天局(NASA)使用的开普勒空间望远镜;2018年发射、设计寿命到2020年但目前依然在服役的TESS小型空间望远镜;欧洲航天局在2015年发射、设计使用到2025年的PLATO空间望远镜,都是主要的地外行星发现者,但目前还没有探测到一颗真正意义上的另一个地球。

  邹远川说,目前我国上海天文台研究员葛健提出了地球2.0计划,经过长时间的观测,有望找到质量、体积、轨道周期等各项参数都和地球一致的“姐妹星”,再利用大型望远镜对该行星进行有针对性的长时间观测(包括成像和光谱观测),在邹远川看来,这将是最有可能找到地外生命的方式。

  来源:科技日报

【外媒:“三合一神药”研发现曙光 同时对抗三大病毒】#科学家有望研发出同时对抗三大病毒药物# 据阿根廷布宜诺斯艾利斯经济新闻网9月5日报道,科学家有可能研发出一种同时对抗新冠、登革热和寨卡病毒的药物。

目前全球约有5亿人面临感染登革热病毒的风险。另一种能引发感染的寨卡病毒于2014年开始在拉丁美洲地区被发现,并于次年导致疫情暴发,该疫情主要影响受感染孕妇诞下的新生儿。最近,新冠病毒出现了,它已经传播到全世界,并已造成超过450万人死亡。这三种疾病由不同的病毒引起。但现在已知三者有一个共同点:一种增强的分子机制,它有利于这些病毒的复制,并且可能是治疗应指向的靶点。

三种病毒有共同点

报道称,研发一种手段来同时控制这三种不同病毒的感染是有可能的。这一发现是由布宜诺斯艾利斯大学和美国哈佛大学的阿根廷研究人员以及加拿大的研究人员共同获取的。它发表在英国《自然·通讯》杂志上。

该研究团队由来自布宜诺斯艾利斯的茜韦莱·加西亚和来自波士顿的弗朗西斯科·金塔纳领导。他们一直在研究一种叫做芳香烃受体(AHR)的分子。这种分子存在于包括人类在内的哺乳动物的细胞中,暴露于环境污染可能使它发生变化。

报道称,2015年寨卡病毒暴发时,研究人员注意到该病毒影响胎儿的中枢神经系统,于是开始研究这种感染。他们发现,随着芳香烃受体分子表达的增加,寨卡病毒的复制也增强。他们还通过另一项研究了解到,登革热病毒也会发生类似的变化。

加西亚博士说:“在之前的一项研究中,我们发现芳香烃受体可能影响了2015和2016年疫情中的孕妇当中的寨卡病毒感染病例。当这种受体的水平较高时,更多的寨卡病毒得以在受感染孕妇的胎盘中复制,并且有较高比例的婴儿出现严重畸形。”

远程研究奠定基础

报道称,在新冠大流行到来后,研究人员想知道他们一直关注的分子在人们感染新冠时会发生什么变化。他们使用了在不同国家进行的科学研究已经发布的数据库,并确定该受体在不同的体外细胞培养模型和实验动物中被激活。

然后,这项研究进一步考虑了布宜诺斯艾利斯各医院患者的鼻拭子检测结果。在阳性病例中,病毒载量水平是不同的。研究人员发现,病毒载量越高,受体表达也越会被激活。

报道指出,这项研究的最终结果在未来可能得到多种应用。哈佛大学医学院的金塔纳博士说:“我们通过这项研究作出的贡献是,发现了一个广谱指标,它对于应对新冠病毒的不同变体可能很有用。这项研究对之前关于登革热和寨卡病毒的研究进行了补充。”

加西亚博士说:“我们今天知道的是,新冠、寨卡和登革热等病毒感染会触发激活芳香烃受体的机制。在某些人体内,这种受体的表达可能在感染之前就已因污染而受到影响。这可能是观察到的症状程度不同的原因之一,无论是新冠肺炎还是登革热或寨卡病毒感染,都有从无症状到重症的患者。”

新药研发前景无限

报道称,基于已有知识,可能可以研发出一种作为病毒感染预后指标的检测法,以确认患者体内与芳香烃受体相关的情况。该检测将可用于诊断感染病例和疾病预后。另一种可能性是研发新药,或研究已经用于治疗其他疾病的其他药物。

根据加西亚博士的说法,“在我们的研究中,我们在体外证明了使用抑制剂可以减少感染。可能可以对受体进行调节,以防止患者发展为重症。尽管我们的研究是初步的,但未来有可能开发出受体抑制剂。或许也有必要评估已经被授权作为化学疗法治疗各类癌症的受体抑制剂”。

布宜诺斯艾利斯一家医院的临床药理学负责人本图拉·西蒙诺维奇说:“找到一种可以针对三种不同疾病的药物是非常有趣的。这是一个非常好的消息,我们希望它能让我们推进新疗法的研发。不过,必须考虑到,有一个分子作为靶点并不意味着一种药物对三种疾病都同样有效。一个例子是瑞德西韦,它已经针对包括埃博拉和新冠肺炎在内的各种疾病进行了测试,但有效程度不同。”

德尔塔毒株的7问
1. 德尔塔病毒在全球范围影响多广?世界卫生组织公布,德尔塔变种病毒已传播至132个国家和地区,德尔塔毒株在英国和印度的感染情况最为严重,这两国近90%的新增确诊病例均由德尔塔导致。2021年5月21日,中国广东省广州市荔湾区一名75岁的女性(5月18日出现发病症状)被确认为新冠肺炎本地病例。已发现的病例与首次在印度发现的高传染性德尔塔变,异株(B.1.617.2)的RNA序列相同。
2. 德尔塔如何成为最强变异毒株的?
 在2021年4月16日召开的世卫组织新冠肺炎例行发布会上,世卫组织卫生紧急项目技术主管玛丽亚·范·科霍夫表示印度发现的“双突变”病毒携带E484Q和L452R突变。这种特性使得德尔塔变异毒株具有传播力强、潜伏期短、病毒载量高、病情发展快、重症比例高、可能有免疫逃逸现象等特点。“感染德尔塔病毒的人体内的病毒颗粒浓度,大约是感染新冠原始毒株的1000倍”。
3.感染德尔塔后有哪些症状?症状不典型成为医护人员对德尔塔毒株的第一印象。7月27日晚,国务院联防联控机制综合组江苏工作组医疗救治组专家、东南大学副校长、重症医学专家邱海波介绍,与原有发烧、无鼻涕等症状不同,南京这次德尔塔毒株感染以后,早期症状可能就仅仅表现为乏力,或者嗅觉障碍,或者轻度的肌肉酸痛。所以就是说它的症状非常不典型。”多个病例在确诊前有流鼻涕、眼睛红、腹泻腹痛等情况出现。
4.德尔塔传播方式有变化吗?中国疾控中心研究员冯子健在7月31日国务院国务院联防联控机制举行的疫情防控和新冠病毒疫苗接种发布会上表示,德尔塔毒株的传播方式并没有发生变化,仍是通过呼吸道飞沫传播,接触污染物传播,空气传播或者叫气溶胶传播。特别是在室内,通风不畅的狭小空间,如果有感染者咳嗽、打喷嚏,会形成非常细小的呼吸道分泌物颗粒,可以在空气中悬停,其他人吸入,就可导致感染,甚至排出病毒的人离开这个空间,在空气中仍然会有病毒存在一定的时间,其他人进入后会导致感染。德尔塔新冠病毒变异株感染患者同他人共用卫生间或就餐时,即使无交谈也可在极短时间内发生传播。
5. 德尔塔最喜欢什么样的环境?密闭的室内环境是病毒传播的主要场景。广州疫情的早茶传播链、本轮疫情的扬州麻将馆传播链、荆州火车站传播链、常德穿紫河游船传播链等,都具备这一特点。钟南山院士在广州强调提醒,因为德尔塔毒株的病毒载量高,人体呼出气体毒性强,人多、通气差的场所一定要戴好口罩。
6. 德尔塔还会再变异吗?据“今日印度”电视台网站6月报道,“德尔塔”变体进一步变异衍生出“德尔塔+”(Delta +)或“AY.1”变体。“德尔塔Plus”变体与最初的“德尔塔”菌株相似,是由于“德尔塔”变体中刺突蛋白突变而形成的,这种新突变名为“K417N”,有助于病毒进入并感染人体细胞。“德尔塔Plus”变体具有3个令人担忧的特征:传染性增强、与肺细胞受体的结合更强并可能降低单克隆抗体反应。据韩联社报道,韩国防疫部门8月3日宣布,境内首次发现“德尔塔+”确诊病例。进一步突变形成的变异毒株,传染性比德尔塔更强。“由于感染人数太多,给新冠病毒更多突变和被选择的机会,新的变异毒株会继续出现……”
7. 新冠疫苗对德尔塔毒株有效果吗?
6月12日《中国疾病预防控制中心周报(英文)》在线发表的论文分析了接种疫苗对感染了“德尔塔”毒株病例的影响。论文披露,3例从四川入境回国后确诊感染“德尔塔”毒株的病例中,2例此前已经接种过疫苗,1例未接种。接种疫苗的病例与未接种疫苗的病例相比呈现三个特点:从确诊到产生抗体阳性的时间短、CT值高、住院时间短。 国产疫苗对德尔塔变异株有用吗?“有效,非常安全。”7月31日,钟南山院士在《新冠疫情的现状和判断》的演讲中明确指出。钟南山院士介绍,基于今年5月份广州新冠病毒德尔塔变异株暴发疫情的研究,结果证明国产疫苗是有保护作用的。研究初步统计显示,疫苗对重症的保护效果为100%,对中度、轻度、无症状的保护效果分别为76.9%、67.2%、63.2%。相关研究成果后续将发表.


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