海生

我們迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了4000多顆系外行星，現(xiàn)在感興趣的話題是，它們中有沒(méi)有一顆星球上存在外星生命？說(shuō)出來(lái)也許要讓你喪氣，很可能一顆都沒(méi)有！為什么這么說(shuō)呢？讓我們來(lái)聽(tīng)聽(tīng)下面的解釋。

適宜居住區(qū)和自然發(fā)生區(qū)

我們通常認(rèn)為，如果一顆行星的表面溫度適合液態(tài)水存在，它就能夠承載生命。這取決于它離母恒星的遠(yuǎn)近——太遠(yuǎn)了，任何水都會(huì)結(jié)成冰;但是太近了，水又會(huì)被蒸發(fā)掉。每顆恒星周圍允許液態(tài)水存在的區(qū)域稱為“適宜居住區(qū)”。地球就處于太陽(yáng)系的適宜居住區(qū)。

但是，是否適宜生命居住是一回事，是否適合生命出現(xiàn)又是另一回事。也是說(shuō)，適宜生命居住的地方，未必一定會(huì)有生命誕生。因?yàn)閯?chuàng)造生命比維持生命要困難得多，條件也苛刻得多。

科學(xué)家認(rèn)為，地球上之所以能出現(xiàn)生命，除了地球處于適宜居住區(qū)，還有另一個(gè)因素起了重要作用——太陽(yáng)的紫外線。因?yàn)樽贤饩€的能量比可見(jiàn)光大，當(dāng)它照射到簡(jiǎn)單的分子上，可以讓分子獲得足夠的能量發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（加熱能讓化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，也是這個(gè)道理），制造出生命所需的復(fù)雜的化合物。但是眾所周知，紫外線太強(qiáng)了也不行，它會(huì)殺死已有的生命。

所以，一顆星球上要想讓生命出現(xiàn)，那里要能夠獲得足夠的紫外線來(lái)啟動(dòng)制造生命的一系列化學(xué)反應(yīng)，但紫外線又不能太強(qiáng)，把辛辛苦苦制造出來(lái)的生命扼殺掉。這就是科學(xué)家于2018年提出來(lái)的“自然發(fā)生區(qū)”的概念。

適宜居住區(qū)和自然發(fā)生區(qū)，一個(gè)是基于行星表面的溫度，另一個(gè)是基于紫外線的強(qiáng)度，所以兩者并不總是同時(shí)具有的。

層層篩選，只剩一顆

我們迄今已發(fā)現(xiàn)49顆處于適宜居住區(qū)的系外行星，在它們當(dāng)中，又僅有8顆處于自然發(fā)生區(qū)。即便是這8顆行星，情況也很糟糕，它們的半徑很大，意味著可能不是巖石質(zhì)的。因?yàn)樾行窃酱?，在其成長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)積聚氣體，更容易變成像海王星或木星這樣的氣態(tài)巨行星，而不是像地球或火星那樣的巖石質(zhì)行星。先前的研究表明，大于地球半徑1.7倍的行星更可能是氣態(tài)的。

這樣經(jīng)過(guò)層層篩選，最后只剩下一顆系外行星可能同時(shí)滿足三個(gè)條件——開(kāi)普勒-452b。這是圍繞著1400光年外一顆類太陽(yáng)恒星運(yùn)行的行星，它的半徑是1.63個(gè)地球半徑。

這意味著，在超過(guò)4000顆系外行星中，我們可能只找到一顆允許生命進(jìn)化的行星——但如果開(kāi)普勒-452b也是一顆氣態(tài)行星，那么我們尋找具有生命進(jìn)化的行星的希望一點(diǎn)都沒(méi)有了。

最后，即使三個(gè)條件都滿足，也不一定存在生命。舉例來(lái)說(shuō)，在我們的太陽(yáng)系，地球和火星都是巖石質(zhì)行星，且處于適宜居住區(qū)和自然發(fā)生區(qū)，但是據(jù)我們所知，火星上沒(méi)有生命。

這一切表明，生命的出現(xiàn)有多困難。如果我們的目標(biāo)是尋找外星生命，我們需要發(fā)明更先進(jìn)的設(shè)備，找到更多的系外行星，然后我們?cè)購(gòu)娜莸剡M(jìn)行篩選——目前找到的4000多顆系外行星看來(lái)希望不大。