宇宙中的生命可能取决于四个关键因素

外星猎手们注意:系外行星上是否有生命存在，可以归结出几个基本标准。

1992年，天文学家亚历山大·沃尔兹森和戴尔·弗雷在观测一颗位于2300光年之外的脉冲星时，发现了一个奇怪的现象：它跳动的脉冲通常有规律的节奏，似乎在跳过一个节拍。

这颗脉冲星异常跳动的原因导致了一项改变天文探索进程的发现:有两颗行星围绕着它运行。

脉冲星似乎在飞离产生它的超新星 图源universetoday

这些是我们在太阳系外观测到的第一批行星。因此，对系外行星——以及寻找那些能像地球一样支持生命的行星的研究——诞生了。

那么，你需要什么样的生活必需品呢？《天文在线》杂志社与专家们进行了交流，以找出他们认为宇宙中其他地方适宜居住的关键因素。

宇宙有多少系外行星？

目前，我们知道大约有4000颗系外行星围绕所有类型的恒星运行，还有3000颗疑似系外行星正在等待确认。

系外行星爆炸的发现归功于美国宇航局的开普勒太空望远镜和凌日系外行星勘测卫星(TESS)。开普勒望远镜对恒星进行了放大，来观测是否有行星在它们的宜居带内运行，而凌日系外行星勘测卫星则观测了天空中20万颗最亮的恒星。.

TESS发现绕两颗恒星运行的行星 图源：universetoday

促使付出这些努力的希望是：我们可能会发现与我们相似的世界——换句话说就是有能力维持生命的世界。这样做也许最终可以回答我们在宇宙中是否孤独的问题。

但是，对于这些遥远的行星来说，究竟什么是可居住的，或者更深刻地说，是什么样的生命，是天文学中最热门的争论之一。

部分问题源于我们目前所处的孤立状态，乔治亚理工学院物理学院的研究员比利·夸尔斯说：“只有一个例子可以证明我们对其他行星的期望值是可信的。”。

“关于我们应该期待什么已经有很多争论了。”夸尔斯告诉《天文在线》杂志社：“但最简单的是看看我们现在知道的事情。”

系外行星需要大气

科学家们首先要探测的是一颗系外行星上是否有大气层，如果有，它是由什么构成的。行星学会的行星地质学家艾米莉·拉克达瓦拉告诉《天文在线》杂志：“你需要做的主要事情是获得关于大气组成的更好的信息。”。

行星的大气层需要足够厚才能传递热量并能够隔热。举个例子，如果地球没有大气层，地球表面的温度会低至零下20摄氏度，夸尔斯说道。

与邻近的金星相比，地球的大气层使它适合我们居住。尽管这两颗行星有许多相似之处，但金星无法维持生命，因为它的大气——主要由二氧化碳、氮和硫酸构成——这也使它成为太阳系中最热的行星。

但拉克达瓦拉说，对于距离地球很远的系外行星来说，我们很难掌握其大气层的构成。“没有太多的行星能让我们获得足够的信号。”她说，“改进现有的工具将是进一步探索宇宙生命'良好的第一步’。”

系外行星需要水

当一颗行星处于它的寄主星的宜居区时，这意味着它离恒星的热量足够远，离宇宙的极端寒冷足够近，因此液态水可以在它的表面存在。这种既不太热也不太冷的微妙平衡给这个特殊地区带来了另一个绰号：“宜居带”。

注意地球的位置处于太阳系的“宜居带” 图源：universetoday

在地球上，水作为一种溶剂，意味着它可以溶解其他物质，使其能够运输化学物质、矿物质和其他构成生物的分子。

地球是目前唯一被证实有液态水流经的天体。

然而，拉克达瓦拉指出，虽然水可能是最好的溶剂，但它并不是唯一的溶剂。科学家长期以来一直怀疑，土星最大的卫星土卫六上可能存在生命，尽管它的液体中充满了甲烷和乙烷而不是水，但这种液体仍然可以支持某种形式的甲烷生物存在。

系外行星需要能量源

人们对那些位于适居带内的系外行星给予了大量的关注，但当它恰好在主恒星的宜居带之外时，它本身具有的一切并不会消失。如果有不同的能量来源，它仍然可以维持生命。这些能量可以来自行星的寄主星，也可以来自化学或地热资源。

这对木卫二也是如此。木卫二是木星的79颗卫星之一，它虽然不在太阳的可居住区内，但木星强烈磁场产生的辐射为卫星提供了足够的能量，一些人认为它可以使结冰的天体上面维持生命。

木卫二(和金星)与“宜居带”的概念背道而驰。“有些人反对这个说法，因为他们想去木卫二，说那里有生命。”夸尔斯说。

系外行星需要合适的恒星

我们的太阳系的宜居性在一定程度上取决于太阳的性情。我们的主恒星是一颗相对平静、可预测的恒星。其他行星系统并不总是这样，它们可能围绕着一颗不稳定、高度混沌的恒星运行。

系外行星可能的情况 图源：universetoday

稳定的恒星不会以一种不可预测的方式改变它们的亮度或辐射，也不会发出强烈的太阳耀斑，这种耀斑足以毁灭其轨道上的行星上的生命，这是使其他星球上的生命成为可能的关键因素。

“这可能是最难达到的标准之一。”拉克达瓦拉说，“随着时间的推移，你需要一个稳定的环境。我们的恒星是稳定的恒星，但其他大多数恒星不是。”

我们能在太空中找到生命吗?

寻找具有宜居环境的系外行星有朝一日可能会成为天文学的圣杯：一劳永逸地回答我们在广阔的宇宙中是否是孤独的。

拉克达瓦拉说：“这个想法就是如果去看'类似地球’的地方，你可能会发现生命，也可能不会。这将回答我们在宇宙中是否普通的问题。”

但是，这与寻找宜居地和类似于我们人类的智慧生命，又或者寻找《星球大战》电影中无数先进社会的智慧生命存在着根本的区别。生命可能以不同的形式存在——有些熟悉，有些完全陌生。例如：据推测，火星在其尘土飞扬的表面下可能存在微生物——科学家们认为，火星表面可能在某一时刻存在生命。与此同时，在环绕土星的卫星土卫六上，科学家们认为有可能存在以碳氢化合物为基础的生命，比如甲烷——这与我们所知道的生命有很大的不同。

泰坦星（土卫六）表面的湖泊可能是火山口 图源：universetoday

如果真的在宇宙中发现了生命，我们就会面临一个更现实的问题：来回往返的信息需要几十万年才能在地球和行星之间传递，这是因为大多数系外行星离我们地球太远了。

如果人类希望收拾行囊迁移到一个适合居住的星球，他们也会遇到同样的问题:旅行的时间太长了。

“我们需要一些新的物理学，”夸尔斯说。“为了缩小差距，我们必须发现一些全新的东西。”

当然，研究遥远宇宙中我们熟悉得出奇的行星还有其他更人性化的原因。

“我们很多人研究系外行星只是因为它们很酷。”拉克达瓦拉说。“我们的太阳系只有八颗行星，我们正在寻找各种各样完全不同的行星。”

毕竟，多样性是生活的调味品。