本文与 The Conversation合作发表。
美国国家航空航天局（NASA）近日报告称，一团 尘埃环绕着火星 ，位于其大气层上方的高空。该 研究作者 排除了火星本身及其卫星火卫一和火卫二作为尘埃来源的可能，并得出结论认为，尘埃必定来自太阳系中行星之间漂浮的一团更大的尘埃云。
这种“行星际尘埃”极为重要。人们认为它在太阳系的形成与演化中发挥了关键作用。更重要的是，它甚至可能为我们的星球带去了水，并可能启动了生命。
灰归灰，尘归尘
我们都知道空旷的空间会多么迅速地积满尘埃，而比喻意义上说，宇宙也不例外。宇宙尘埃由纳米和微米尺度范围内的微小矿物颗粒组成（分别为十亿分之一米和百万分之一米）。宇宙尘埃颗粒存在于一颗恒星生命终结与新太阳系开始形成之间的阶段。
恒星由氢和氦组成的气体云坍缩而成，这两种元素是在大爆炸之后产生的。恒星以氢为燃料，通过核聚变过程产生碳、氧等较重的元素，直至铁元素。这些新元素在恒星生命终结时被释放，此时恒星在自身引力作用下坍缩，并以 超新星的形式爆炸。这种爆炸的高能量会产生比铁更重的额外元素。其中一些较重的元素，如硅和铁等金属，与氧结合形成矿物——而这正是尘埃。
太阳系是由混有尘埃的氢和氦气体云坍缩形成的，否则就不会有像地球和火星这样的岩质行星。地球含有金、铅或铀等较重元素（都比铁重），这表明我们的太阳是第三代或更高代的恒星，其形成之前至少有另一颗附近恒星发生过超新星爆炸。
星际尘埃颗粒早于我们的太阳系存在，可以为了解古老恒星生命末期的过程提供线索。内太阳系中的行星际尘埃 含有一些星际尘埃 颗粒。但太阳系中绝大多数行星际尘埃颗粒，是彗星接近太阳时释放的，或小行星带中小行星碰撞产生的。因此，它们蕴含着关于这些“原行星”的组成和形成的线索；原行星被视为新恒星周围巨大尘埃与气体云中行星形成的最初步骤。
太阳系中的尘埃云逐渐向太阳移动，太阳的引力作用如同一台巨型吸尘器。在移动途中，部分尘埃颗粒会与火星和地球相撞。正是这些尘埃造成了 黄道光 ，可在春季日落后或秋季日出前看到。
尘埃是生命的起源吗？
宇宙尘埃的每一颗矿物颗粒都为气体、冰或有机物质提供了附着表面。作为生命基本构件的复杂有机分子 已被记录于 星系际尘埃云、彗星和陨石之中。
了解尘埃的分布和数量非常重要，因为尘埃可能已向内太阳系的行星，尤其是地球和火星，输送了大量水和有机物质。虽然许多研究人员认为，小行星和彗星的撞击可能是地球上水和生命的来源，但多项研究表明，尘埃本身可以同时输送水和有机物质，并可能 启动了生命。这一过程具有普遍适用性，同样适用于遥远太阳系中的系外行星。
因此，如果尘埃确实启动了地球上的生命，那么它同样有可能在火星上这样做。然而，地球磁场保护了我们的大气层和水，使其不被太阳风摧毁，我们拥有恰到好处的水量。火星在其大部分生命周期中都没有磁场，其大气层和水随后被 流失到太空。没有水，有机分子就无法组装成构成生命的极为复杂的分子，如DNA和蛋白质。缺乏较厚的大气层，也意味着缺乏对有机分子的保护，使其免受紫外线及其他有害宇宙辐射的破坏。尽管火星上是否曾经存在生命仍无定论，但即便尘埃悬浮于其大气层上方，它如今在火星上启动生命的可能性依然极低。
显然，我们有必要进一步了解尘埃。行星际尘埃颗粒正在被 主动收集，以供研究之用 ，具体做法包括将飞机送入平流层，或搜寻返回陆地的航天器上这些微小尘埃颗粒的撞击痕迹。如果尘埃颗粒自行到达地面，则可在海洋或极地沉积物等易于辨认的地方，将其作为微流星体收集。
然而，一旦行星际尘埃颗粒进入地球大气层或撞上航天器，附着其上的任何复杂分子都不可避免地会丢失。虽然我们能从中了解太阳系形成之初的原始物质，以及彗星和小行星的组成，但要获得更敏感的信息，我们必须对这些天体进行实地考察。
一种好的方法是飞越彗星尾部。罗塞塔号正是这样做的，从而意外地发现了游离的 彗星67P/Chryumov-Gerasimenko彗发中的氧。与此同时， NASA的Stardust 任务飞越了彗星Wild 2的尾部，并于2006年将宇宙尘埃颗粒送回地球进行分析。2009年，NASA宣布，生命的基本化学构件 已被发现：甘氨酸，一种氨基酸。
这类额外数据有望帮助揭示宇宙中尘埃的更多秘密，包括它是否启动了地球上的生命，以及它是否还能再次做到这一点。
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作者：Christian Schroeder，斯特灵大学环境科学与行星探索讲师。
图片：在这张五分钟曝光的照片中可见一颗彗星。REUTERS/Aaron Kingery/NASA/MSFC/Handout via REUTERS。
