现在,我们可以将“被枪高速射出”添加到水熊虫可以生存的越来越奇怪的事情清单中。
我们怎么知道? 科学家们确实做到了——而且,不管你信不信,这是有充分理由的。 他们想知道缓步类生物是否能够在太空中的某些条件下生存,以便限制我们在太阳系中的位置和方式找到外星生命,以及我们如何避免污染它。
缓步动物是一种微型无脊椎动物,也被称为水熊和苔藓小猪,在全球范围内无处不在,在陆地和水生态系统中几乎无处不在。 这确实不足为奇:这些微小的生物能够在一些疯狂的条件下生存。
当环境变得恶劣时,它们会变干,重新配置身体并进入假死状态(称为干燥)长达数年。 你几乎可以向他们扔任何东西:冰冻温度、零氧、高压、太空的真空,宇宙辐射,甚至被煮沸。
这些所谓的“坚不可摧”的野兽在 2019 年成为全球头条新闻,当时一艘载有一些东西的航天器坠毁在, 提示关于缓步动物生存的猜测在我们的卫星上。
这确实提出了一些有趣的问题。 撞击有多猛烈能缓步动物能生存吗? 这个答案将对天体生物学产生影响,包括有生源论模型,该模型提出生命可以通过撞击行星的小行星和彗星分布在整个宇宙中。
它还可以告诉我们缓步动物在月球或火星卫星火卫一等地方生存的可能性有多大,这些地方可能受到来自地球和火星的喷射物的影响。分别可能携带微观生命。
最后,它可以帮助我们测量从木卫二和土卫二等冰冷海洋世界喷出的咸水羽流中缓步类生物的存活率。
因此,英国肯特大学的天体化学家亚历杭德拉·特拉斯帕斯和天体物理学家马克·伯切尔设计了一项实验来找出答案。
伯切尔专门研究超高速撞击,他的部门拥有两级轻气枪,它使用两步过程来加速射弹。 首先使用火药,然后使用快速加压的氢气或氦气等轻气体,以达到每秒 8 公里(5 英里)的速度。
研究人员加载了两到三个人杜雅尔迪尼姬蜂一种淡水缓步动物,每只都有许多尼龙鞋底,这些鞋底被冷冻以诱导生物进入冬眠状态,称为“tun”。
然后将这些弹托装入枪中,并以每秒 0.556 至 1.00 公里的速度向真空室中的沙子目标发射。
然后将沙靶倒入水柱中以隔离缓步动物,将其分离并观察以确定它们从tun状态中恢复需要多长时间。 作为对照,20 只缓步动物被冷冻并且没有被枪射出。
所有对照缓步动物在大约 8 或 9 小时后恢复。 受到撞击的缓步动物在撞击速度高达每秒 825 米的情况下仍能幸存; 但它们需要更长的时间才能恢复,这表明它们存在内部损伤。 第二个最高速度为每秒 901 米,导致缓步动物堵塞。 (这仍然高于许多手枪枪口速度.)
“在每秒 0.825 公里(含)的拍摄中,在拍摄后发现了完整的缓步动物,但在更高速度的拍摄中,仅恢复了缓步动物的碎片,”研究人员在论文中写道。
“因此,在致命性发生后不久,随着撞击速度的增加,缓步动物的身体也被分解了。”
这表明撞击速度生存能力阈值介于这两个数字之间,相当于 1.14 吉帕斯卡的冲击压力,这对其撞击生存能力造成了一些严重限制。
虽然这项研究并没有直接回答 Beresheet 缓步动物是否在月球坠毁后还活着的问题,我们确实知道从航天器收到的最终数据表明垂直速度为 134.3 m/秒,水平速度为 946.7 m/秒。
一些从地球喷射出来的物质,从陨石撞击中升起,然后在缓步动物生存范围内撞击月球。 所以……缓步动物有可能在那次航行中幸存下来。
对于火卫一来说,情况更加严峻:来自火星的物质是估计d 以每秒 1 至 4.5 公里的速度撞击火卫一; 而且,万一缓步动物确实存活下来,严酷的太阳和宇宙辐射将确保它们无法存活太久。
对于冰冷的月球羽流,任何对喷射水进行采样的航天器的飞越速度都会产生很高的速度,但这只是意味着我们可能需要发挥创造力。 研究人员建议,可以通过气凝胶收集器或使用轨道器来减轻由此产生的冲击压力,以降低航天器和羽流的相对速度。
“复杂的结构在冲击事件中遭受损坏并不令人意外,”研究人员写道。 “这里的特殊之处可能在于,在撞击事件开始将缓步动物分开之前,恢复和生存仍然是可能的。”
他们建议未来的研究对缓步动物进行持续观察,以确定被枪射击如何影响它们的长期生存。
该研究发表于天体生物学。
H T:科学杂志