科学家从来没有想到，会在67P彗星上发现氧分子。图片来源：ESA/ROSETTA/NAVCAM

那颗长得有点像大黄鸭的奇怪彗星，也就是欧洲空间局的罗塞塔探测器已经绕着飞了一年多的67P/丘留莫夫－格拉西缅科彗星，现在变得更加奇怪了：就像地球上的植物一样，这颗彗星正向周围的太空呼出氧气。人们认为，氧分子在宇宙中是罕见的，至少极难探测出来。

瑞士伯尔尼大学的罗塞塔团队成员卡特林·阿尔特韦格说，“这是迄今为止我们作出的最让人吃惊的发现。”罗塞塔团队大约在一年前首次探测到氧气，然后花了很长时间来排除氧气除了这颗彗星本身以外的其他来源。阿尔特韦格说，“第一次看到它的时候，我们所有人都有一点想去否定它，因为这实在不是预计会在彗星上发现的东西。”

当然，氧分子在地球上很常见，最早是在大约25亿年前，由能够光合作用的蓝藻大量产生出来的。不过到目前为止，天文学家只在少数其他地方发现过气态的O2，包括两个遥远的分子星云。这项新发现不仅迫使科学家要重新考虑太阳系极早期的历史，还给希望在其他星球上借助氧气来确定外星生命存在的科学家抛出了一道难题。

美国麻省理工学院的萨拉·西格说，“这一发现无疑给外星行星及外星生命的搜寻敲响了一记警钟，因为氧气O2在我们用来标记生命存在的气体列表中是最重要的一种气体。”


回到最初

彗星是在太空中游荡的冰冷的时间胶囊。对于行星而言，内部的热源或多或少会烘烤并重新排布这颗行星的化学构成，彗星则不同，他们最初的构建模块一直被保留至今。因此，科学家可以利用这些“脏雪球”回溯时间，一直回溯到太阳系形成之初，那些冰冻小碎块碰撞在一起形成彗星的时期。按照这条思路，被困在彗星内部的那些分子就能反映，非常年轻的太阳周围满是尘埃的原始星云中有哪些化学成分。

在远远超出海王星轨道的地方，那里的温度显然相当寒冷。但此前还没有人认为，那里会寒冷到足以把两个氧原子凑在一起并连接起来，结合成为氧分子。直到现在。

这项研究的作者、美国密歇根大学安娜堡分校的安德烈·比勒尔说，“所有模型都认为，氧分子不应该出现在那里。”

尽管在这颗彗星逃逸到太空的全部物质中，氧分子只占一小部分，大约只有水的3.8%，但在67P彗星上发现氧分子，仍然足以让科学家重新考虑太阳系原始尘埃云的成分和温度。比勒尔说，“这些冰还不曾被加热到足以对它们进行重新加工的程度。”

气体氧分子迄今只在另外两颗恒星的周围被人观测到，表明它是星际介质中难得一见的化学成分。也可能，科学家现在认为，这个结果反映了远程检测O2有多困难。

美国马里兰大学帕克学院的迈克·阿赫恩说，“每次我们在彗星上找到新的分子，这些分子几乎总是能够在星际介质中也被发现。”然而，他补充说，“（67P上的）氧分子含量太低，低到我们不太可能用遥感技术探测到它们。”


氧气和搜寻外星小绿菌

于是，对于那些想在外星行星上用氧气作为标记来寻找外星生命的科学家来说，问题就来了：没有人会认为，67P上有能够呼吸的微生物。然而正如西格所说，氧分子在能够标记生命存在的气体列表中排在首位。如果氧分子在宇宙中天然就普遍存在，那么我们可能就需要重新考虑一下，要不要再把它当成是潜在的生物标记了。

另一方面，如果一颗行星的大气中氧气含量非常高，可能仍然可以反映出生命的存在。

“氧气在大气层中的寿命非常短，不太可能保存很久，除非它在持续不断地被产生出来。”西格指出，有许多方式都可以产生氧分子，不需要有生命介入其中。“这颗彗星向我们展示了一个我们没有想到的情况，这样的事情会一而再、再而三地出现。”

这项新发现，发表在10月29日出版的《自然》杂志上。