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第四种适合生命生存的地外行星,超级火山在全球爆发

 徐德文科学频道 2020-02-14

笔者曾结合地球上生物的生存方式,归纳了一下宇宙中可能有三种地方存在类似地球生物的生命。第一当然是地球这种最经典的行星,有大气层和液态海洋,温度适宜,不过可遇而不可求;第二是木卫二、土卫二这种外壳被冰封,里面却因为潮汐、放射性衰变等产生一定热量,可以维持液态海洋的星球,估计一搜一大把;第三种就是红矮星周围的行星,因为距主星较近而被潮汐锁定,必然在永昼和永夜的交叉地带形成一圈温度适宜的宜居地带,由于红矮星占宇宙中所有恒星的75%,这种星球可以说遍“宙”皆是,最近在一颗红矮星周围就发现了差不多7颗。

康奈尔大学卡尔·萨根研究所成立之初就致力于寻找地外生命,两位天文学家拉姆西斯·拉米雷斯和丽莎·卡尔特内格,最近在天体物理学杂志上提出了另一种可以支持生命存在的新方式,这就是持续不断通过火山喷发氢气的星球。

每一颗恒星都有一个宜居带,可以让身处其中的行星保持液态水和大气层,提供给生命舒适的成长环境。太阳系的宜居带大约在0.95到1.7个天文单位之间,再近点地球可能就要变冰球了,而火星差不多刚好在宜居带之外,马丁叔叔实在太不幸了。研究人员通过建模模拟了星球上存在火山,可以持续不断喷发氢气的情形,发现氢气可以和氮气、二氧化碳、水一起形成传统的温室效应,使行星变得更加温暖,从而把恒星的宜居带扩大30%至60%。换作太阳系的话,这个宜居带可以超过火星轨道,达到2.4个天文单位,3.59亿公里,大致可以到火星和木星之间的小行星带。换句话说,火星如果持续不断地有强烈的全球性超级火山喷发,不断加热地表,说不定也可以支撑生命的存在。

地球早期大气中也有火山喷发出来的氢气,大气层中氢和氮分子的相互作用被认为让地球温暖了足够长的时间,使生命得以演化发展。但在接下来的数百万年时间里,氢气逃逸到了太空里,这也是几乎所有类地行星的命运,氢气只能加热星球这么久。不过这项研究却为行星挣脱命运的枷锁指出了方向,只要能维持足够强烈的火山活动,即使远离它们的主恒星,也可以保持表面的温暖并有可能进化出生命。

另一个令人兴奋的发现是,火山产生的氢气很容易被空间甚至地基望远镜检测到,即将发射升空的詹姆斯·韦伯空间望远镜或欧洲极大望远镜,都可以通过寻找氢气和甲烷、臭氧等生物特征,来寻找外太空的地外生命。现在的问题也许已经不是有没有外星生命了,而是外星生命在哪里?我们什么时候可以找到它们?找到它们可以干些什么?

这个研究3月1日发表在天文物理期刊上。

参考资料:http://iopscience./article/10.3847/2041-8213/aa60c8/meta

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