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银河系中可能“普遍”有生命存在?这是“彗星交换”的结果

时间:2019-12-03 02:59:26 来源:本站 阅读:4019656次

一项研究指出,在过去的无数年里,生命曾有多次机会在银河系中散播,而地球也许就是关键的分散点之一。

银河系中可能“普遍”有生命存在?这是“彗星交换”的结果

在过去的46亿多年里,太阳在宇宙中做随机运动的过程中,多次靠近其他恒星。美国科罗拉多州先锋宇航公司的董事长兼研究作者罗伯特·祖布林指出,这几次的近距离接触可能会将星系外围运动的彗星撞出原来的星系,飞往过路的恒星。

祖布林发现,这种“彗星交换”很可能是造成地球物种大灭绝的罪魁祸首。但是在很大程度上,这种现象帮助生命跨越了广阔的“太空之海”,从这一座“岛”到另一座“岛”上。

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祖布林表示:“在过去的35亿年里,也许就是这种机制把生命送到了地球,同时也可能把生命送到宇宙其它地方。通过简单的推测,假设这种情况会在每个星系中发生,生命可能在银河系中变得很普遍。”

这个结论是基于一些简单的计算,这些计算要考虑到太阳附近的恒星密度(约0.003星每立方光年)、太阳相对于这个星域的周转率(约22370英里每小时,或36000公里每小时)以及银河星族的构成(比如大约75%为小型昏暗的红矮星)。

祖布林还假设其他恒星的外围隐匿着巨量的彗星,就和太阳系的奥尔特云一样。奥尔特云的范围还未知,它的边界预计离太阳有3万到10万天文单位(AU)之间。(1天文单位=平均地日距离,约9300万英里或1.5亿公里)

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图解:奥尔特云和太阳系各大行星及最接近的两颗恒星的相对距离示意图。图中横轴以地日距离(1 天文单位)为比较基准,依对数尺度绘制(非等比例的线性尺度)。

然后,祖布林用一个相对保守的尺寸估计,设定奥尔特云的半径为4万AU,将这个数据用于估计其他类型恒星的奥尔特云的平均半径。例如,红矮星外围的彗星环绕半径可能约为2万天文单位。

目前奥尔特云中到底有多少颗彗星尚不清楚。对此,祖布林用了一个被频繁提出的估计值:1万亿颗,其密度约为每1000立方天文单位4颗彗星。

祖布林表示,只要距离达到10天文单位以内,太阳的引力就能捕获另一颗恒星奥尔特云中的天体。因此,每次太阳与其它恒星靠近时,都可能有大量彗星被太阳捕获。举个例子,假设太阳与另一颗恒星的距离达到了2万天文单位以内,太阳就会在该恒星的奥尔特云中开凿出一条宽约2万天文单位的通道,在此过程中,可能会捕获2.5万个天体(前提是假设其它恒星的奥尔特云密度也为每1000立方天文单位4颗天体)。

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图解:理论上奥尔特云的距离与太阳系其他结构的大小对比

这些被太阳捕获的天体将会受到太阳引力吸引,飞向太阳系内部。而太阳系奥尔特云中的部分天体也会被另一恒星捕获,朝相反方向飞去。

“由这些外来天体引发的巨大影响无疑将会主要波及到气体巨行星。”祖布林在今年六月发表在《国际天体生物学期刊》上的研究报告中写道,“但由于太阳每次都会捕获大量天体,地球这样的星球也可能受到影响。”

恒星大小不同,能够捕获的天体数量也不同,因为恒星引力大小由质量决定。比如说,红矮星质量约为太阳质量的30%,它就必须将距离缩小到3天文单位以内,才能捕获其它恒星奥尔特云中的天体。

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祖布林利用所有这些信息(还包括其它信息),计算出了恒星近距离相遇的发生频率,并得出与其后果相应的处理办法。计算结果可谓相当惊人。他发现,太阳在过去的46亿年中,每隔10亿年,就会发生约47起恒星间的近距离接触,其中约一半都有红矮星的参与。这样算下来,相当于每隔2100万年,就会发生一次恒星相遇事件。

最后这个数字非常接近推算出的地球上物种大灭绝的周期——物种大灭绝似乎每隔2000万至4000万年就会发生一次。科学家曾提出过,彗星撞击可能是造成这些物种死亡的罪魁祸首,因此他们提出了能让彗星定期冲向地球的可能机制。

例如,一些研究人员提出,太阳可能有一颗尚未被人类发现的伴星,称之为“涅墨西斯星”,每隔2600万年左右就会冲撞一次太阳的奥尔特云。有些人认为,这种不稳定因素是由银河系中的暗物质盘引起的,太阳系可能会定期从这片暗物质中穿过,并受其影响。

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但祖布林的研究指出,来自外星系的彗星才是造成这些物种灭绝的主要原因。

他的计算还显示,太阳系会通过这种彗星“轰炸”,频繁地与其它行星系交换物质。例如,彗星撞击地球扬起的尘埃可以在太阳风的压力推动下,以6.7万英里每小时(10.8万公里每小时)的时速向外飞行,比两颗恒星近距离交会时的相对速度还要快。

这意味着微生物也许可以借助这一过程,从太阳系跃迁到擦肩而过的另一行星系中。并且这个过程发生得很快,避免了大量有害的深空辐射。(生命可能从一个星系跃迁到另一个星系的理论叫“有生源说”,有几种不同的版本。如一些科学家认为,地球生命是由外星智慧生命有意‘播撒’的种子,这种概念又称“定向泛种论”。)

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“不仅如此,就算被喷射出的物质没能命中擦肩而过的行星系,也会被原行星的奥尔特云捕获。”祖布林写道,“部分物质(包括受太阳风驱逐,含有微生物的尘埃颗粒)在奥尔特云的冰冻环境中、以及有效的冰层保护下,可以储存很长时间,直到下一次与另一个行星系相遇,再被释放出去、迁移到新的行星系中。”

太阳的质量大于银河系中90%的恒星,因此我们的奥尔特云规模在银河系中也居于前列。这就意味着,太阳在与其它恒星相遇时大多作为主要贡献者,其星系中 去往其它行星系的彗星比自己接收到的多三倍左右。

对天体生物学家、以及希望存在外星生命的人来说,这些研究结果颇令人激动。

祖布林表示:“银河系中已经四处埋下了生命的种子,并且它们的来源可能就是地球。”

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. spaceanswers-几荷

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