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「奥秘」流浪行星上会出现生命吗?

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宇宙间有不少正在流浪的行星。流浪行星有时被称为“星系流浪者”或“孤儿行星”,这些寒冷、黑暗的星球在太空中孤独前行,没有可以“依靠”的恒星。其实在很久以前,它们形成初期,也是围绕着某一颗恒星公转的,但后来被甩了出去,可以说“被它们的父母抛弃了”。天文学家估计,银河系中可能有数十亿颗流浪行星——与恒星的比例至少是1:1。
  在这些寒冷、荒凉的星球上寻找生命似乎是徒劳的,但在过去的20年里,天文学家提出了许多可能的设想,认为没有围绕恒星运行的行星上也有可能出现生命——只要在合适的条件下,再加上一点点运气……
  美国著名天文学家、天体物理学家弗兰克·德雷克在1961年曾提出一个以自己的名字命名的方程,用以估计银河系中可能存在多少外星文明,该方程式的出现通常被认为是寻找外星智慧生命新时代的开端。但几十年后,弗兰克·德雷克承认自己的估计过于保守,因为他认为,不但围绕着恒星运行的地外星球有可能存在生命,那些流浪行星上同样有生命存在的可能。

超越适居带

一个星球想要孕育出生命,首先需要具备两大重要条件——一是某种液体溶剂,有助于在细胞之间运输对生命至关重要的矿物质和其他物质;二是生物体可以获取的能量来源,使其能继续生存和生长。
  地球距离恒星足够近,拥有液态水的海洋(满足溶剂需求),以及能保证充足光合作用的可见光来源(满足能量需求)。如果地球离太阳太近,光线就会过于强烈,海水就会沸腾;如果地球离太阳太远,海洋就会结冰,植物就很难获得足够的光能来转换成化学能。事实上,地球的位置非常完美:既不太热,也不太冷,正好处于天文学家所谓的“宜居带”或“适居带”当中。这样的行星是生物体的天堂。
  长久以来,科学家在搜索地外生命的时候,始终聚焦于像地球这样的适居行星;那些围绕恒星运行,但处于传统适居带之外的系外行星;或者那些可能具有与地球不同生物化学特征的行星。但有学者认为,这样的策略使得搜索范围受到了限制——这颗行星为什么要绕恒星运行呢?如果这是颗流浪星球,那它是否可能存在生命成分?

流浪的生命


  2019年,一篇发表于《国际天体生物学杂志》的论文,分析了在流浪行星外冰层下海洋中存在生命的可能性。该文章认为,如果一个类地行星被抛出其恒星的轨道,就会形成一个外冰层,星际空间的寒冷会使其海洋无法完全保持液态。不过,冰层也可以使行星内部与寒冷的外部环境隔绝,就好像给行星盖了一床毯子。而在行星的核心深处,放射性元素将继续产生热量,由内而外使其升温。
  这种外部绝缘和内部加热的共同作用,可能会保护流浪行星的海洋不被冻住。举个例子,如果现在的地球被抛出太阳系,其本身的放射性物质含量可能不足以阻止海洋结冰,地球也可能没有足够的水或地热活动来保证生命的存活。但科学家认为,如果地球是在形成后不久被抛出太阳系的话,当时地核中会有更多的地热活动,液态水海洋可能会继续存在。
  此外,在其他少数几种情况下,流浪行星也仍然能够维持液态水存在的温度——如果这颗流浪星球拥有稠密的氢气大气层,它将起到毯子的作用,甚至可以让液体存在于星球表面,而不是在厚厚的冰层下;或者,如果一颗行星从恒星的轨道上被抛出,而它还附带着一颗卫星,那么这颗卫星就可以在行星潮汐力引起的摩擦中保持温暖。

因此,在流浪行星上,溶剂的需求可能会得到满足。但还有一个缺失的因素,那就是在可能有液态水的情况下,生物体代谢的能量从哪里来?它们从哪里获得维持自身生存的能量?

惊人的平衡


  为此,天文学家设想了一个不太可能的能量来源。
  在一些十分活跃的星系中心,存在着超大质量黑洞,当有物质落入黑洞中时,会释放出强烈辐射。如果流浪的行星靠近这个活跃星系核心时,就可以利用黑洞发出的辐射为光合作用提供能量。
  这种辐射在产生光合作用时,与极端紫外线对细胞的伤害之间存在着一种平衡。土壤或行星表层深达数米的海水,可以作为屏障,保护地下或海洋的生命不受紫外线辐射,同时允许足够的可见光通过,以促进光合作用。科学家认为,一个活跃的星系核(超大质量黑洞)或许能够支持一颗离星系中心不到1000光年的流浪行星上出现生命(相比之下,地球离银河系中心有25000光年)。
  在这样一颗流浪行星上,生命会是什么样子?你可以想象它们会比微生物更大,但或许没有我们在地球上看到的最复杂的生物那么复杂。在那里,我们可能看不到海豚,或任何类似的高级物种。
  不过,即使满足了以上所有条件,我们能否在不久的将来探测到地外行星上的生命迹象仍然是一个悬而未决的问题,对于流浪行星就更加困难,因为天文学家不能像研究典型系外行星那样,把来自母恒星的光作为可能的生命迹象信号。但即使在地球上,我们也惊叹于极端微生物能在环境最严酷的角落中生存的能力;那么在黑暗寒冷的星际空间,在一颗流浪星球上,为什么就不能出现同样极端的生命呢?
  粱衍军荐自《新浪科技》


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