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外星生命的完美家园 该是什么样子?【图】

作者:lly · 发布时间:2020-01-01 08:38:39

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 说到一颗星球是否适宜生命生存,地球或许不是最好的例子。事实上,天体生物学家说,我们应该寻找比我们的地球更适宜生命生存的行星——这类新的天体,被他们称为超级宜居星球。他们甚至知道,我们应该去哪里寻找这样的星球。

  在搜寻地外生命时,天体生物学家正逐步突破标准恒星适宜带假说的限制。最近有一项研究指出,生命能够在宜居带外的行星和卫星上出现,研究者把那些区域称为地下宜居带。但更重要的一点在于,一颗行星仅仅能够在表面维持液态水(这是目前判断一颗星球是否宜居的标准),并不意味着它就能够哺育生命。

  事实上,在其他行星上寻找生命时,我们往往把地球当成是标准参照物。坦白说,这是我们手里仅有的模型,看起来还算不错。地球上承载着生命已有数十亿年之久,而且相当重要的一点是,它甚至孕育出了一个具备无线电通讯能力、能够进军太空的文明。

  问题在于,是什么让我们如此确信,地球就是宜居星球的最佳模型?比地球更适宜生命生存的其他行星或者卫星,有可能存在吗?两位天体生物学家说,答案是肯定的。他们主张,要想找到一颗宜居、并且真有生命生存的星球,我们采用的评判标准应该以生物为中心,而非以地球或者人类为中心。

  超级宜居星球

  所谓的超级宜居性,描述了一系列对生命极为“友善”的完美因素。在1月16日发表在《天体生物学》上的一篇论文中,加拿大麦克马斯特大学的勒内·海勒(René Heller)和美国犹他州立韦伯大学的约翰·阿姆斯特朗(John Armstrong)描述了至少18个因素。

  首先,也是最为重要的一点,超级宜居性必定出现在质量约为地球2到3倍的类地行星上。这般大小的行星有许多因素更适合生命生存,包括:

  更长的板块构造活动周期,可以在更长的时间尺度上,带来活跃的碳-硅循环。

  更强的磁场,以防护来自宇宙和恒星的高能辐射。

  地表面积更大,能够增进生物多样性——不过又不至于太大,以免额外的重力导致生命无法恰当地诞生、演化,并分化为形形色色的不同生物。

  地表平滑,能够形成更多的浅海,增强宜居性(生命在温暖的浅海水域最为繁盛)。

  优化的陆地-海洋比例和分布形态;超级大陆相当糟糕(比如地球上曾经出现的冈瓦纳大陆,内陆地区会出现大片沙漠);形态多样的陆块还会减少极端天气,使气候更为缓和。

  大气层比地球更厚,使得气温略高一些——但又不至于太高。

  此外,超级宜居行星或者卫星还应该具有生物多样性,因为更高的生物多样性能让行星更适宜生命生存,维持的时间也更长久。

  从宇宙学的角度来说,超级宜居行星围绕的恒星应该比太阳略小一些,最好是K型矮星。理想情况下,这些恒星应该更老,也有能力燃烧得更久。

  如果这颗行星所在的“内太阳系”中,还存在着其他的宜居行星,那就更好了。这样可以增加生命胚种通过太空散播的机会。

  超级宜居星球早期应该也经历过来自于天体(比如小行星和彗星)的行星级轰炸。这些撞击带来了生命所必需的有机分子和挥发物。通常来说,这类天地大冲撞的发生几率会随时间的推移而越变越小,留下越来越长久的稳定时期,生物大灭绝事件发生的几率也会降得越来越低。

  有趣的是,这两位科学家声称,近似圆形的稳定公转轨道并非必要条件。

  不出意料,这些行星应该处在某个“太阳系”宜居带内的理想位置上,自转速度应该有助于生命的繁衍。对于最后的这一点,两位作者的观点与传统观念相悖:

  尽管自转速率的大幅度改变可能是有害的,但目前尚不清楚,在保证星球表面普遍宜居的前提下,是否存在某种对于生命来说最为理想的自转速率。

  月亮的存在是否通过潮起潮落的周期变化促进了生命的演化,还是说构成演化的一道障碍?一颗星球自转速度或者地轴倾角的适度变化,有没有可能迫使生命适应变化幅度更大的环境条件,从而触发更加多样化的生命演化?

  归根到底,一颗没有巨型卫星相伴的类地行星,或者说一颗自转更容易发生变化的行星,有没有可能比地球更适宜生命生存,有没有可能成为一颗超级宜居星球?

  考虑到所有这些因素,这两位科学家表示,地球在适宜生存方面只能算是“刚刚够格”而已。

  半人马座α B星

  海勒和阿姆斯特朗说,现在就有一颗已知的超级宜居候选者——光谱型为K1V的半人马座α B星。值得一提的是,这是离我们最近的恒星系统,距地球“仅有”4.37光年。

  更让人惊奇的是,它拥有一颗地球质量的行星,轨道周期约为3.235天(这颗行星明显不适合生命生存,因为它离恒星实在太近了,参见:【号外】半人马阿尔法星发现行星了!目测三体人处于脱水中……)。那颗“太阳”比我们的太阳略微成熟一些,辐射水平也要稍低一些,不会在它的行星上导致剧烈的气候动荡。

  “(它)为在宜居带内寻找行星,乃至寻找超级宜居行星,提供了一颗理想的目标恒星,”两位作者在论文中写道,“如果(半人马座α B星)宜居带内存在一颗行星或者卫星,上面类似地球这样演化出了生命,如果这颗行星有机会从来自于雪线以外的彗星或者星子上获得水分,那么在原始地球与火星大小的天体相撞从而形成月球的时候,原始生命形式就应该已经在那颗星球的表面或者水体中繁衍生息了。”

  假如银河系中最适宜生命生存的候选地点,就在我们恒星社区的“家门口”,那会多么令人吃惊呀?

  
茫茫宇宙,地球或许并不是最适宜生命生存的星球。

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