行星如何才能擁有生命？數量剛剛好的撞擊可能關鍵

台灣時間11月8日消息，據國外媒體報導，由於我們尚未發現任何外星生命，目前還不確定一顆行星必須具備哪些要素、才能支持生命存在，但我們可以做出一些合理猜測：外星生命也許需要水、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。

NASA繪製的小行星撞擊行星的示意圖。

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，且數量必須剛剛好。

當某個體積較大的天體撞上一顆星球時，會發生兩件事：一、該天體上的物質會被添加到行星質量中；二、撞擊區域周圍的部分大氣層會散逸到太空中。若撞擊足夠劇烈（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園，就必須經受一些撞擊的“洗禮”，這類行星最好屬於中等水準，即能吸引足夠多的大型撞擊，又不至於太多、以致於失去大氣層。

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沸騰的化學物質，如水和二氧化碳等，我們已知的一切生命都需要一定的水和碳才能存活，科學家認為，由於這些化學物質的特性，宇宙中任何地方要想出現生命，它們都必不可少。

但並非所有行星開始時都有足夠濃度的揮發性物質。恆星年輕的時候會比後期明亮得多，這些熱量足以將宜居帶中的所有浮塵都烤得焦乾，而這些飄浮的塵埃形成行星之後，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“遊蕩”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、同時不至於剝除它們的大氣層。直徑介於20米到1公里之間的小行星與彗星可以為行星提供大量揮發性物質，且給行星增加的大氣比帶走的要多，體積超過這一範圍的天體則剛好相反，往往會使行星損失大量大氣。

有人可能會拿導致月球形成的那次巨大撞擊來質疑這種說法，但這種事件極為罕見，用不著擔心，而且，儘管這種撞擊可以改變大氣的成分，但並不會將行星大氣層徹底剝除。

這篇論文中最重要的結論是，體積較小的“M類”恆星（最常見的一類恆星，亮度較暗、無法通過肉眼觀察，其中許多是紅矮星）並不適合支持生命存在，這一結論具有重大意義，因為我們發現的許多可能宜居的系外行星都是圍繞這類恆星旋轉的。

由於M類恆星亮度較低，相比於太陽，其宜居帶必須離恆星更近，例如，圍繞M類恆星旋轉的類地行星可能要到達水星的位置、才能獲得足夠的光照，更糟糕的是，在這樣一顆體積和質量較小的恆星近旁，小行星和彗星的飛行速度會快得多，對行星的撞擊也會更猛烈，會造成行星大氣的大量流失。

這對M類世界的生命而言是個壞消息，但導致M類世界不宜居的原因還不止這一點，除了星際風和過於靠近母星之外，還有很多因素會導致位於M類矮星宜居帶中的行星無法擁有大氣層。

那麽，M類世界是否徹底無望了呢？也不一定。等詹姆士·韋伯太空望遠鏡發射之後，我們就可以通過實際觀測來解答這一問題了。我們知道，圍繞M類矮星旋轉的行星如果溫度稍微高一點、體積大一點，的確是擁有稠密的大氣層的，但這對宜居行星來說仍然是個問題：它們能否擁有地球這樣較為稀薄的大氣、而不是金星那樣無比稠密的大氣呢？

論文中強調，許多結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相似度有多高？這篇論文的計算過程的確存在許多“複雜問題”，但它們呈現出的整體趨勢很有意思、並且很可能具有重要意義。地球最初的大氣層十分稠密、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。

研究人員表示，未來他們還需進一步分析如何利用此次研究結論解釋太陽系的形成、尤其是劇烈天體撞擊在太陽系中起到的作用。