无边无际的银河系里,为何地球是唯一的家园?

作者&投稿:洪莎 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

不用指望从星系中心找到大量的生命行星,因为那里不是星系内的宜居带。

我们在谈到宜居带的时候,多数时候是指恒星系(star system)内的宜居带:距离恒星不远也不近,温度刚好能满足液态水的存在。其实,在星系(galaxy)内,也有宜居带这个概念。

要让我们已知的生命形式得以生存,一个相对安静的环境是必不可少的。在星系的中心位置,物质十分密集,频繁的发生各种毁灭性事件(对生命而言),比如星系中心那颗巨型黑洞一边吞噬物质,一边喷吐出强烈的伽马射线;大量的脉冲星不停用高频X射线和伽马射线为刚刚诞生的生命星球消毒;刚诞生的新恒星也向它的邻居发出冲击波;当然还有昙花一现的超新星和一剑封喉的伽马射线暴。

所以,星系中心绝不是生命的天堂。那么星系边缘的郊区地带呢?

我们已知的生命形式依赖于复杂的化学发应,需要很多复杂化学元素的参与。宇宙中的金属元素(除了氢和氦,其他都算金属元素)都是在恒星内部或超新星爆发中形成的。因此,生命的存在又很大程度上依赖于恒星活动。在一片冷冷清清,无人问津的星云中,我们也不用指望找到生命的存在。

所以,一个能支持生命的恒星系只能存在于星系的特定位置:距离星系中心不太远,也不太近,即不会被毁灭性事件频繁消毒,也能找到足够的金属元素。

从这两个因素来看,银河系的宜居带就是下图中这样一个环形区域,距离星系中心4-10K秒差距(13000 - 33000光n)。

不过,千万不要以为太阳系躲在银河系的宜居带中就可以闷声发大财了。生命的演化需要大量的安静时间,任何一点风吹草动都可能引起灭绝事件。比如,如果太阳在星系旋臂中穿越,势必受到旋臂中相对集中的恒星引力干扰,让奥尔特云中的大量陨石冲向太阳系内部,为地球降下灭绝性的火雨风暴。

同时,星系旋臂有相对集中的星际物质,它们能够有效地阻挡太阳风的扩散,造成氢元素在行星大气层聚集,反射太阳辐射,降低地球温度,最终造成雪球地球的灾难性结果。

但是,星系旋臂的作用却是有些争议。有的科学家认为,太阳在银河系中的公转速度恰好和猎户座第三旋臂的速度同步,搭了几十亿n的顺风车。所以,在过去的很长一段时间内,这样的灭绝事件都没有发生。另一些人并不同意,他们认为太阳在约一亿n左右的时间内就会穿越一个旋臂。历史上很多灭绝事件都与之有关。

虽然星系中心并不是寻找生命最有希望的位置,但是我们却仍然应该把搜索外星生命的射电望远镜指向这一方向。这是因为这一方向覆盖了最大的宜居带面积,不仅包括太阳系邻近的地区,也包括了银河系中心另一侧的广大区域。



因为地球是目前为止发现最适合人类生存的地方,而其他行星都不适宜人类居住。

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