核輻射創造了生命

2020-11-13 星空天文

核輻射可能是行星上是否有生命的關鍵因素。


不同放射性重元素含量的巖石行星。圖一含量過多，導致火山過於活躍，磁場無法形成；圖二含量適中，行星最終和地球相似；圖三含量過少，導致地質不活躍。Melissa Weiss

核輻射可能是行星上是否有生命的關鍵因素。在核輻射的產生過程中，熱量會被釋放出來，而這對於一個巖石質的行星能否擁有板塊構造，能否擁有適量的火山活動，乃至是否擁有大氣層至關重要。

不僅如此，通過緩慢衰變產生核輻射的放射性重元素含量還決定了行星是否能夠擁有一個液態金屬核，以及這個核是否能夠有效運作，產生足夠強大的磁場，保護行星的大氣層免遭星風剝離，以及行星表面免遭宇宙射線的傷害。

加州大學聖克魯茲分校的地球行星科學教授Francis Nimmo等人通過計算機數據模擬發現，假如地球內部放射性重元素衰變產生的熱量過多，地核發動機就無法一直運行下去。

這是因為大部分放射性重元素比如釷和鈾都聚集在地幔中，而過熱的地幔會阻止液態地核以足夠快的速度失熱，導致地核內的液態金屬無法形成對流，進而無法產生磁場。

太多的放射性重元素也會導致火山活動過於頻繁，而這對生命的發展是不利的。反過來，放射性重元素太少也不行，這會導致地質運動停滯，進而把行星變成一個死寂的世界。

行星內部的放射性重元素大多是中子星合併的產物，中子星合併是稀有事件。因此對於不同恆星和行星而言，這些元素含量的差異很大。

研究人員認為，我們可以通過追蹤恆星內部銪元素的含量，來確定其周圍行星放射性重元素的含量，因為銪和具有放射性的釷以及鈾產生自同一過程。而太陽的銪含量處於中等水平。

行星內部的放射性重元素含量，或將成為天文學家定義宜居帶的一個新維度。核輻射不總是致命的，它也可以創造生命。

參考

Radiogenic Heating and Its Influence on Rocky Planet Dynamos and Habitability

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abc251


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