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探寻银河适居带

发布时间:2020-01-14 16:25:01 阅读: 来源:滤清器厂家

天体生物学家开始留意我们周围的星系后,寻找适居带的范围开始变得更广。银河包含大约2000亿颗恒星。现在我们只知道一小部分恒星拥有行星,这一小部分可能就包含无数个世界。

红矮星是迄今为止在我们的银河系里发现的最为普通的恒星,以前科学家曾认为在这些地方可能不会找到类地行星,但是最新研究结果正好与之相反。极端微生物告诉我们,生命或许能在不太跟我们的地球一样的行星上生存下来。除了这些好消息以外,还有一些坏消息。因为像星系的太阳系拥有自己的适居带,因此要找到这样的行星并不容易。并非所有星系都适合生命生存。澳大利亚国立大学的天体生物学家查尔斯·林维弗(Charles Lineweaver)在2004年发表的一篇论文,把目光放到我们银河系以外可能存在的危险外星生物上。在这种情况下,最重要的因素是不能有水,活动剧烈的庞大恒星与上述情况非常类似。

研究显示,星系中最明亮、最热、最重的恒星对行星和生物都是至关重要的。它们是宇宙的关键性重元素的唯一来源,例如硅(地壳里超过四分之一的物质都是硅)、钾(对细胞活性至关重要)和铁(我们血液里的这种元素负责携带氧气)。这些元素为恒星铸成了炙热的核熔炉。庞大恒星以超新星爆炸的方式结束生命,这个过程会向太空喷发大量重元素,然后这些元素不断结合,再次形成下一代恒星,并为行星形成播下种子。

考虑到银河的适居带,林维弗在最初的论文中提出了重元素。从银河中心向外,恒星形成的速度变得越来越慢,重元素的数量也与这保持一致。林维弗认为,当太阳在40亿年前形成时,外侧三分之一的星系缺少重元素支持生命生存。自此以后,重元素变得分布越来越广,现在只有银河系最外缘含有的重元素还不足以形成类地行星。我们所处的位置有三分之二位于银河的恒星圈内。我们所在的位置正好位于银河系中适于生命生存的区域中心。研究显示,银河内部也不适合生命生存。

庞大恒星促使适居带形成的同时,也限制了银河适居带的内侧范围。超新星爆炸产生和释放的重元素也释放出大量高能放射物,例如伽马射线、X射线和紫外线。这些恒星爆炸对距离恒星几十光年的行星都能产生致命影响。银河拥挤的中心地带拥有大量庞大的恒星和超新星,因此这里进化出复杂的生命形式并非不可能。不过目前要解决的首要问题是,超新星爆炸会产生多坏的影响。

林维弗和他的同事们认为,放射物毒害使银河内侧20%的地方无法支持生命生存,这个区域包含大约星系中的一半恒星。密歇根大学的弗瑞德·亚当斯说:“你一直在寻找一种美好地带。这些地方距离恒星不远不近,能确保重元素的含量不致过低。”但是银河非常庞大,因此亚当斯指出要合理提出设想。他说:“最糟糕的情况就是,在一到多种因素的影响下,银河中适合生命生存的地带不断减少。”

银河中的适居带数量主要根据生命对强剂量的放射物如何做出反应而定。我们或许已经获得被封锁在地球上的化石里的信息。堪萨斯州立大学的艾德里安·米洛特说:“每隔6200万年,地球上的生物多样性就会出现问题。古生物学家已经建立大量数据库,储存所有动物化石记录。通过这些数据,你能看到随着时间推移,生命力会发生什么变化。”

他的研究有力地支持了其他科研组的研究成果,显示出生命力下降,有时是生物大量灭绝,似乎遵循着一定的周期。米洛特把生物多样性的改变跟我们银河中的太阳和行星运动联系在一起。他说:“太阳在围绕银河运行的同时,也会出现上下波动,让星系平面举起,然后再让它落下。每一次太阳升起,向银河盘的北边移动时,我们的生物多样性就会下降。他注意到银河的北侧指向室女座星系,这是聚集在我们附近的一个庞大的星系。我们的银河每秒向室女座靠近大约120英里。

据米洛特说,当银河从星际物质间通过时,它前面会形成强大的冲击波。冲击波产生的高能粒子被称作宇宙射线,这种射线能扰乱生物分子,破坏DNA,使它无法被修复。通常情况下银河的磁场保护我们不被放射物伤害。但是每隔6200万年,太阳就会向危险区域的边缘靠近。他说:“当太阳奔向银河平面的北侧时,整个地球就会受到大量宇宙射线冲击。所有恒星在星系里移动时,都会遵循类似的跳跃运动,但是位于星系中心的恒星,跳跃的速度会更快。

这种情况可能支持了林维弗的观点,他认为这些区域包含复杂生命的可能性更小。但是生命也需要一定数量的放射物。放射物促使生物发生变异,而且大量灭亡也为进化变异清扫了道路。该说法支持了亚当斯的观点。米洛特总结说:“我们希望获得足够的放射物来促使新生命形式得到发展,但是我们不需要很多放射物,以至于消灭整个地球。” (摘自星球日报网)

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