系外行星宜居带的范围可能超出了人们的想象,新的计算数据揭示,宜居带比过去计算的距离超出了10倍以上,行星宜居带范围的“扩张”表明了更多行星将被列入“宜居行星”的候选对象,行星诞生生命的可能性大为增加。《地球和空间科学》杂志发表了新的宜居带计算成果。在一些过去认为不适宜生命活动的行星上可能存在生命的活动。阿伯丁大学的科学家指出,像地球尺寸的行星如果支持了生命的诞生,那么它们的“宜居带”至少比过去认定的范围扩展了10倍。以地球和太阳的距离作为参考尺寸,我们知道,地球与太阳的距离为一个天文单位,地球孕育了生命和人类。假如地球与太阳的距离为10个天文单位,那么地球脱离了目前定义的宜居带范围,然而,按照新的宜居带标准,地球仍然可能成为“生命的摇篮”,这是因为在地表以下的空间可能形成生命的种子。
阿伯丁大学的科学家以新的计算结果挑战了传统的“宜居带理论”,过去,天体生物学家没有考虑在地表以下生命活动的可能。宜居带通常指的是,在维持生命活动的条件下行星距离恒星的距离,“生命行星”距离恒星不能太近,不能太远,如果距离太近、或太远,那么行星不能保持液态的水,维持生命的基本条件之一是行星上拥有可饮用的水源。行星距离恒星太近,液态水将变成沸腾的水蒸气,行星距离恒星太远,液态水将变成冰冻的固态水。阿伯丁大学的博士生肖恩·麦克马洪解释说,传统的宜居带理论没有考虑“特殊”的生命条件,生命可能存在于行星的表面以下,其中的道理不难理解,环境温度随地面以下深度的增加而上升,如果在地表以下的空间具有合适的温度和液态水,那么具备了生命诞生的基本条件。传统的宜居带理论考虑了生命出现在行星表面的情形,而在地表下存在保温效应和地热资源的条件。

阿伯丁大学的科学家构建了新的宜居带物理模型,以分析行星的地表下温度与深度的变动关系。科学家目前已知,在地球的地表以下3、2英里、或5.15公里的地方发现了生命的存在。在地表以下更深之处可能发现生命的踪迹,这需要进行更多深孔钻探的实验。科学团队应用了新型的计算模型,他们发现,一个类似宜居带的类地行星围绕一颗3倍太阳大小的恒星旋转,在类地行星表层下的5公里深处存在了液态水和生命组织,如果在类地行星的表面下10公里、或6英里的深处存在液态水和生命的存在,那么类地行星的宜居带距离将会提高14倍。以目前的宜居带理论进行推测,太阳的宜居带范围延伸到了火星、或者火星处在太阳系的宜居带。按阿伯丁大学科学团队的计算,太阳系的宜居带延伸到了水星和土星的区域。
甚至在行星和恒星的星际距离非常遥远的情形下,相当于地球体积数倍的岩石状行星可能在它们的地表下5公里的深处存在生命的活动,即便大体积的岩石状行星没有大气层的包裹,主要的原因是在岩石状行星的表层下涌动了热源。一些科学家指出,在距离地球20光年、位于天秤座行星格利泽581d的表面不太可能含有液态水,它的表面十分寒冷。根据新的计算模型显示,在行星格利泽581d表面下不到2公里的地方可能含有液态水,这要求格利泽581d是一颗类地行星。麦克马洪的科学团队希望帮助天文学家在传统宜居带范围以外的地方发现系外行星的生命存在,新的物理模型扩大了宜居带范围,大大提高了生命行星的数量。系外行星即使处在宜居带以外,它们的表层下依然可能存在生命的迹象。

科学团队的成员来源于阿伯丁大学和圣安德鲁斯大学,他们相信,不能仅从地球生命的概念推论系外行星生命的活动范围,地外生命不一定存在于行星的表面。岩石状系外行星与月球、地球的环境存在差异,地外行星和地球的卫星——月球的表面可能寒冷而贫瘠,缺少大气层的包裹、或大气层稀薄,难以形成大气层有效的“温室效应”。地外行星的大气层可能具有腐蚀性,恶劣的大气层环境阻碍了生命的形成,然而,在地外行星表面以下的“地宫”,生命组织避免了各种恶劣的环境条件,“地下宜居带”的概念扩大了传统宜居带的范围,科学家在地外寒冷而贫瘠的行星“地下室”可能发现生命的痕迹。“地下宜居带”概念将一颗地球大小的地外行星具有的传统宜居带范围扩大了至少10倍。
(编译随感:麦克马洪的科学团队建立了计算模型,弥补了传统宜居带理论的不足,他们将研究的视角延伸到了行星地表以下的空间,提出了“地下宜居带”概念。目前的宜居带理论认为,生命诞生在行星表面,没有考虑地下生命诞生的情形。“温暖如春”、“风和日丽”的行星表面形成了生命的活动,处在宜居带的行星具有了生命的条件。在“天寒地冻”、“贫瘠荒凉”的行星上同样可能形成生命的活,生命种子可能在行星的地表下“生根发芽”,适宜的温度维持了地表下的液态水。早期人类经历过“洞穴文化”,洞穴壁画证明了世界各地“洞穴文化”的存在,洞穴为早期人类提供了遮风避雨、抵御严寒的住所,现代的人类设计和建造了“地下城”。人类在数十亿年后的未来可能回到洞穴,遥远未来的太阳将会剧烈地膨胀,遥远未来的人类在“洞穴”中躲避飞舞的太阳“火舌”。人类的命运似乎是“从洞穴中来,到洞穴中去”。人类利用地下的资源和空间,创造新的“洞穴文化”,这是“地下宜居带”概念给我们带来的新的启示。)

(编译:2014-1-10)
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