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为什么有科学家说,地球生命的诞生,其实更像是个意外?

优美生态环境保卫者

2022-09-22 21:24吉林

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随着人类科学技术的进步特别是太空探测技术的发展,近十几年来天文学家发现了更多的系外行星,即围绕太阳系以外恒星运行的行星。2022年夏天,美国NASA凌日系外行星调查卫星的研究小组,发现了一个奇怪的现象,直接影响甚至颠覆了以往科学家们对生命产生条件的认知。

此次,科学家在太阳系以外的恒星系中,发现了完全不同于地球大小的行星,比如,一颗行星比地球大 30%,在不到三天的时间内绕其恒星运行;再比如,另一个比地球大 70%,可能拥有深海。这两个系外行星是超级地球——比地球更大,但比天王星和海王星等冰巨星小。

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截至目前,地球仍然是科学家们所知的宇宙中唯一存在生命的地方。因此,长期以来,科学家将在宇宙中寻找生命的重点,放在地球的“克隆”星体上似乎是合乎逻辑的,因为这样的话,它将具有与地球非常接近甚至是相同属性和环境的行星。不过,此次科学家们在系外发现的奇异系外行星,可能让之前寻找生命的重点,向着最近发现的"超级地球"上转变。

天文学家使用两种方法来探测系外行星。一个是寻找行星对其母恒星的引力效应,另一个是寻找当行星从它前面经过时恒星光的短暂变暗。从目前看,科学家发现的大多数“超级地球”,都围绕质量较小、寿命比太阳长得多的冷矮星运行。天文学家估计,仅在银河系中就可以存在液态水的宜居区有数百亿个超级地球。由于地球上的所有生命都离不开水,因此水被认为是决定生命宜居性的一个至关重要的因素。

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根据目前的预测,大约三分之一的系外行星是超级地球,因此超级地球也势必成为银河系中最常见的系外行星类型。目前已知最近的超级地球,距地球仅有6光年。这些系外超级地球的一个普遍的特点,就是质量介于地球和海王星之间。但是太阳系在其中显得很另类,包括地球在内,没有一颗质量在地球和海王星之间的行星,但恰恰就在地球上诞生了生命,这不得不让科学家们感到诧异。

从地球的历史上看,在其 45 亿年历史的大部分时间里,一直不适合人类和其他大型生物居住。而从计算机的模拟结果看,地球的长期可居住性也可能是一个偶然的问题,从某种意义上来说,人类真的很幸运活在地球上。

为了探究超级地球的宜居性,科学家们列出了一份有利于生命的行星清单。在这份清单中,质量较大的行星,更有可能在地质活动上相对活跃,科学家们认为这个特征对于促进生物进化有巨大的推动作用。像内核已经停止运动的火星、水星等就是反面的代表。

根据科学家们的测算,最适合生命诞生和生存的行星质量,大约是地球的两倍,如果按照密度与地球相近的话,那么超级地球的体积将比地球大20%-30%。除此之外,超级地球上还要有足够浅的海洋,可以让光线一直刺激到海底的生命; 要有相对舒适的温度,25摄氏度的平均温度最好;要有比地球大气层还要厚一些的大气层,可以起到“保温毯”的作用;要有相对强大的磁场,防止宇宙辐射对生物体的伤害。

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当然,支撑其宜居性的,还有一个重要的指标,就是最好绕着一颗比太阳更古老的恒星运行,以延长生命的发展时间。当以上这些因素都结合起来后,这颗超级地球将要比地球更加适宜生命的生存和发展。

迄今为止,天文学家已经发现了20多个系外“超级地球”,即使它们不是所有系外行星中对生命最友好的,但理论上也比地球更适合居住。

天文学家知道生命的成分就在那里,但可居住并不意味着有人居住。在研究人员在其他地方找到生命的证据之前,地球上的生命可能是一次独特的意外。虽然宜居世界没有生命迹象的原因有很多,但如果未来数年或者数十年,天文学家观察这些超级宜居的超级地球一无所获的话,人类可能会被迫得出结论,宇宙对于人类来说,是一个孤独的地方。

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