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人類並非起源於地球?有沒有誰記得我們來自哪顆星球

根據英國華威大學天體物理學家迪米特裡·沃拉斯進行的一項研究,在一個成員比較緊湊的恆星系統,例如TRAPPIST-1恆星系統,如果臨近行星都具有適居性,彼此間“共享生命”並非難事。換句話說,生命可以在臨近行星之間遷移。這意味著地球上的生命可能來自於另一顆星球。

TRAPPIST-1七行星系統藝術概念圖

互為近鄰的行星之間如何“共享生命”?根據此前已知數據和新的計算結果,科學家進行了一項新分析,分析結果讓他們進一步洞察這個問題。通過這項新研究,科學家進一步揭示這樣一個疑問,即在一個緊湊型恆星系統,如果一顆給定行星表現出適居性的某些特徵,這顆行星能否又如何孕育出生命?

這項分析開始於一項一度被視為褻瀆神明的學說,即生命遍布在宇宙的每個角落,在遷移過程中不會受到超自然力的干涉。公元前5世紀的古希臘哲學家阿那克薩哥拉將這種觀點稱之為“胚種論”(有生源說)。19世紀和20世紀,開爾文、赫爾姆霍茨和阿列紐斯研究生命如何遷移到地球或者從地球遷移到其它星球,進一步推進這種學說。

TRAPPIST-1系統內的行星軌道緊密排列,尤其是與太陽系內的行星或者木星的衛星相比。這種互為近鄰讓彼此間“共享生命”成為可能

2009年,史蒂芬·霍金提出生命能夠乘坐流星這輛宇宙巴士,在行星之間或者恆星系統之間遷移。研究論文主執筆人、英國華威大學天體物理學家迪米特裡·沃拉斯表示:“過去的一個世紀,有生源說一直聚焦太陽系內的生命遷移,包括地球在內。”

TRAPPIST-1恆星系統距地球39光年,擁有7顆排列緊湊的行星,所環繞的軌道都比水星小。這個系統的發現顛覆了以地球為中心的理念。TRAPPIST-1是一顆超冷紅矮星。雖然軌道距母星很近,7顆行星仍可能處在適居區,具體適居程度取決於它們的大氣層構成。TRAPPIST-1系統是研究涵蓋整個宇宙的有生源說的一個完美模型。

TRAPPIST-1座落於水瓶座,是一顆超冷矮星,周圍被7顆行星環繞

沃拉斯在論文中指出,在我們的太陽系,有生源說相關過程的基礎已經建立。生命從一顆星球遷移到另一顆行星需要經過三個階段,首先是從一顆行星噴射或者說“逃離”,而後穿越行星際太空,最後撞上另一顆行星。每個階段都是一個不小挑戰,但有證據顯示生命能夠克服重重困難,完成這段旅途。

沃拉斯希望創建一個分析系統,對每個階段進行量化,以進一步了解完成整個遷移過程的可能性。此前進行的研究表明微生物能夠“逃離”所在的星球,如果能夠經受住異塵餘生和嚴寒考驗,它們甚至能夠穿越行星際太空。但對完成行星際之旅的微生物在撞擊一顆新行星時的幸存幾率,科學家並未進行深入研究。如果無法經受住撞擊的考驗,之前的行星際旅行便失去意義。

英國科學家稱行星“忒伊亞”曾撞擊地球,最終孕育了月球

與噴射和穿越行星際太空相比,撞擊過程存在更多未知因素。沃拉斯缺少相關詳細數據,很難對撞擊過程進行計算分析。他說:“再入過程涉及到一些複雜的物理學現象,這是噴射和行星際旅行所沒有的。例如,再入時的摩擦生熱可導致隕石表面形成熔殼(進入大氣層時隕石外殼熔化)。”

為了分析進入新行星大氣層時的複雜物理現象,沃拉斯將目光投向一些現有的數學工具。他對《天體生物學》雜誌表示:“科學家已經創建了關於撞擊物理學的方程式,將其應用於太陽系的研究。經過調整,我們可以將其用於太陽系外系統。”

行星對撞藝術概念圖

為了了解噴射物質從一顆行星遷移到另一顆行星的可能性,沃拉斯將他的方程式與分析學結合在一起。通過這種方式,他得以描繪出有生源說的整幅畫面,而不是其中的一部分。他說:“通常情況下,科學家會通過大量模擬來研究有生源說的動力學過程。不過,這是一個較為緩慢的過程,同時只能應用於一個系統。相比之下,分析學的速度更快並且能夠應用於一系列系統。”

科學家意識到TRAPPIST-1系統存在多顆處在適居區的行星。天體生物學家可以利用沃拉斯的分析了解TRAPPIST-1系統不同行星之間共享生命的可能性。

藝術概念圖,一顆系外行星環繞紅矮星

在這個恆星系統,行星之間的距離較近,“資源共享”的可能性較大。如果其中一顆行星孕育出生命,我們可以用沃拉斯的分析法確定生命能否遷移到另一顆行星嗎?沃拉斯表示他的方程式並非用於這個目的。這些方程式並不能提供一個具體數值,而是提供一個比較靠譜的近似值。他們的目的是為天體生物學家提供另一個工具,用於評估新發現的行星系統。

馬裡蘭州太空望遠鏡科學研究所天文學家阿瑪亞·莫洛-馬丁發表了一篇論文,闡述有生源說在不同行星系統之間成立的可能性。他指出沃拉斯的分析是一項非常引人注目的研究。這種分析方法考慮了大量與有生源說有關的物理學過程。

開普勒-35AB雙星系統,可能存在一顆地表被水覆蓋的行星

莫洛-馬丁指出當發現新的系外行星系統時,沃拉斯的研究將派上用場。“他創建的框架能夠幫助其他科學家從動力學的角度出發,根據行星系統的特徵來評估有生源說成立的可能性。”莫洛-馬丁並沒有參與沃拉斯帶隊的研究。

天體生物學家需要做到一點,即不能將外星生命限定為已知的生命形態。莫洛-馬丁指出外星生命可能與我們認為的截然不同。他說:“研究的難點在於,評估外星生命上演外太空冒險和進入大氣層時的幸存幾率往往立基於我們熟悉的生物。太陽系外生物呈何種形態,我們沒有任何線索。這意味著外星生命存在各種可能性。”沃拉斯的研究論文刊登在9月的《天體生物學》雜誌上。

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