原创川陀太空12-11 01:28

摘要: 如果生命能够在一颗围绕红矮星公转的行星,或在我们认为不宜居的极端环境下找到,就可以表明生命可以在和地球有很大差异的环境下出现、演化,那么这个宇宙就好玩多了。

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一直以来,科学家们被迫在有限的参考框架内评价行星的宜居度,但是常识告诉我们,生命仅存在于行星上(比如地球),这自然地影响了我们对宇宙生命在何处何地、哪种环境下才能繁衍的理解。

尽管研究在不断深入,地球上的生命起源问题却仍然是一团迷雾,更不用说去系外行星上寻找生命,KIC8462852那诡异的光变曲线一下子让全世界都打了鸡血。其实也不能怪它与众不同,因为自WOW信号之后,再也没有足够吊胃口的发现了。

1950年代,费米悖论一直居于统治地位,搞得阴谋论比比皆是,这个理论认为如果人类花100万年的时间就可以抵达其他希求,那么外星人比人类早进化100万年,是不是就已经抵达我们这里了?换一种说法就是要么外星人不存在,要么已经来过地球了。对于这个悖论,后人给出了许多种解释,其中刘慈欣给的解释非常有趣,认为宇宙就是个黑暗森林,不仅肯定了外星人的存在,还指出外星人有很多,邪恶的占了不少,一不小心你就会变成炮灰。同时也肯定了外星人来过地球,满足费米悖论的充要条件,这也是中国人对费米悖论的一种解释。

那么,还有第二种解释,这是最新提出来的,认为外星人存在,但没有来过地球,它们还处于演化之中!这个说法如何得到的呢,我们来看看。

天体物理通讯上的一篇论文题目为《M型矮星的行星表面紫外环境:前生命化学和元素示踪需求的呈现》,作者Sukrit Ranjan来自哈佛-史密松天体物理中心,他领导的团队正致力于研究M型矮星(红矮星)是否能产生足量的紫外辐射,以充当生命过程的第一推动力。

紫外光是一种可能引起争议的辐射。一方面,过度暴露在紫外光下,或将引发阳光灼伤,从而提高皮肤癌变的几率、伤害人们的视力和免疫系统。另一方面,它对身体健康也有许多裨益,比如缓解压力、刺激体内自然生成维生素D、血清胺和黑色素等。哈佛-史密松天体物理中心发现,紫外辐射或许在地球生命诞生中起到了关键性的作用。因此,观测其他类型的恒星中紫外辐射的量,或可成为其行星上存在生命的核心证据之一。

紫外辐射可能是核糖核酸形成过程中的必要因素,众所周知,后者是所有生命形式中的必备物质。在调查了红矮星周围存在的岩质行星比率之后(比如Proxima b, LHS 1140b, 还有TRAPPIST-1系统中的七颗行星),红矮星释放的紫外辐射的量,将成为决定系外行星宜居环境的核心因素。研究显示,适量的紫外辐射或许是点燃生命的其中一根火柴。

为了深入研究,该团队构建了一个红矮星的辐射转移模型。随后,测量了类地行星的紫外环境,判断其能否促进RNA的形成,并计算出那些围绕红矮星公转的行星能获取的紫外辐射比远古地球低100至1000倍。对于整个宇宙生命问题而言,这远远谈不上是个坏消息。如果发现了合适的天体,那里需要有足够的紫外光来刺激生命的形成,但也不能太多,以免损害甚至毁灭那颗行星的大气层。

即便是不活跃的红矮星,也会有耀眼的爆发机制,紫外辐射将周期性地冲击行星。尽管这一般被认为是件危险的事,因为它可以摧毁行星上的大气层,并且杀死生命。另一个研究进展也接踵而至:研究显示,TRAPPIST-1系统包括三颗宜居带内的行星,最外侧的行星表面可能有大量的水,其紫外辐射水平处于一个较低级的状态。

红矮星因它较低的质量和极长的寿命,最有可能孕育生命,和那些高质量、短寿命的恒星相比,红矮星可以留在主序星带内长达6至12万亿年。因此,即便是再慢的有机演化速度,红矮星也有足够长的时间为生命提供环境。这是对费米悖论的第二种解释:外星人在哪里?他们还在演化!

显然费米悖论的第二种解释比黑暗森林靠谱一些,如果生命能够在一颗围绕红矮星公转的行星,或我们认为不宜居的极端环境下找到,就可以表明生命可以在和地球有很大差异的环境下出现、演化。在接下去的几年内,随着詹姆斯韦伯空间望远镜、巨型麦哲伦望远镜的服役,或许我们会给出更多关于费米悖论的解释。

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责任编辑:科罗拉多大学地球科学Dr. zhang

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