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行星如何才能擁有生命?劇烈的小行星和彗星撞擊,且數量必須剛剛好

文章作者:管理一號 | 2019-11-08
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NASA繪制的小行星撞擊行星的示意圖。
 

  北京時間11月8日消息,據國外媒體報道,由于咱們尚未發現任何外星生命,目前還不確定一顆行星有必要具備哪些要素、才能支持生命存在,但咱們能夠做出一些合理猜想:外星生命也許需求水、碳,足夠的光照和熱量、但又不能太熱;引力不能太大,還應該有大氣層。

  但一項最新研究提出了另一條要素:劇烈的小行星和彗星撞擊,且數量有必要剛剛好。

  當某個體積較大的天體撞上一顆星球時,會發作兩件事:一、該天體上的物質會被添加到行星質量中;二、碰擊區域周圍的部分大氣層會散逸到太空中。若碰擊足夠劇烈(如導致月球形成的那一次),甚至連行星另一端的大氣都會被剝去一部分。但一顆行星要想成為生命的家鄉,就必須經受一些碰擊的“洗禮”,這類行星最好屬于中等水平,即能招引足夠多的大型碰擊,又不至于太多、以致于失去大氣層。

  這是因為行星大氣中必須有一些“揮發性物質”、才有可能孕育出生命。揮發性物質是指能夠在低溫下歡騰的化學物質,如水和二氧化碳等,我們已知的一切生命都需求一定的水和碳才能存活,科學家認為,因為這些化學物質的特性,世界中任何地方要想出現生命,它們都必不可少。

  但并非一切行星開始時都有滿足濃度的揮發性物質。恒星年青的時分會比后期亮堂得多,這些熱量足以將宜居帶中的一切浮塵都烤得焦干,而這些飄浮的塵土構成行星之后,就需要從別處獲得這些揮發性物質,換句話說,它們必須與一些體積較大、在宇宙中四處“游蕩”的天體相撞才行。

  研究人員發現,中等大小的天體最適合為行星提供揮發性物質、同時不至于剝除它們的大氣層。直徑介于20米到1公里之間的小行星與彗星可以為行星提供很多揮發性物質,且給行星添加的大氣比帶走的要多,體積超越這一規模的天體則剛好相反,往往會使行星損失很多大氣。

  有人可能會拿導致月球構成的那次巨大碰擊來質疑這種說法,但這種事情極為罕見,用不著擔心,并且,雖然這種碰擊可以改變大氣的成分,但并不會將行星大氣層徹底剝除。

  這篇論文中最重要的定論是,體積較小的“M類”恒星(最常見的一類恒星,亮度較暗、無法通過肉眼調查,其間許多是紅矮星)并不適合支撐生命存在,這一定論具有重大意義,由于咱們發現的許多或許宜居的系外行星都是環繞這類恒星旋轉的。

  由于M類恒星亮度較低,比較于太陽,其宜居帶必須離恒星更近,例如,圍繞M類恒星旋轉的類地行星可能要到達水星的方位、才能取得足夠的光照,更糟糕的是,在這樣一顆體積和質量較小的恒星近旁,小行星和彗星的飛行速度會快得多,對行星的撞擊也會更強烈,會造成行星大氣的大量丟失。

  這對M類國際的生命而言是個壞消息,但導致M類國際不宜居的原因還不止這一點,除了星際風和過于靠近母星之外,還有很多要素會導致坐落M類矮星宜居帶中的行星無法擁有大氣層。

  那么,M類世界是否完全無望了呢?也不一定。等詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發射之后,咱們就可以經過實際觀測來解答這一問題了。咱們知道,圍繞M類矮星旋轉的行星假如溫度略微高一點、體積大一點,的確是具有稠密的大氣層的,但這對宜居行星來說仍然是個問題:它們能否具有地球這樣較為淡薄的大氣、而不是金星那樣無比稠密的大氣呢?

  論文中著重,許多定論都是建立在不確定性基礎之上的:生命是在何處形成的?其它行星系與太陽系的類似度有多高?這篇論文的計算過程的確存在許多“復雜問題”,但它們呈現出的全體趨勢很有意思、并且很可能具有重要意義。地球開始的大氣層非常稠密、且富含氮氣,但在撞擊過程中損失了大部分,而論文作者也在他們的模型中提出,彗星和小行星撞擊也許影響了地球、火星和金星的大氣構成。

  研討人員表明,未來他們還需進一步剖析怎么使用此次研討結論解說太陽系的構成、尤其是劇烈天體撞擊在太陽系中起到的效果。

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