無論生命的出現看起來多麼困難,它在這個銀河系中至少出現過一次。因此,它仍然有希望發生在其他地方,而且已經發生了。我們只要找到它就行了。
其它翻譯
How Many Habitable Planets are Out There? - John P. Millis, Ph.D
目前為止,有無發現適合人類居住的地外行星? by 理丠
2020年9月2日
Science|科學
關於我們的宇宙,我們能問的最深刻的問題之一是,是否也有生命「地球之外」存在。更通俗地說,很多人想知道這些生命——「他們」是否曾訪問過我們的星球?這些都是很好的問題,但在科學家能夠回答這些問題之前,他們需要尋找出可能存在這些生命的其他世界都有哪些。
美國宇航局的克卜勒望遠鏡是一種行星搜索儀器,專門被設計用來搜索圍繞遙遠恆星運行的世界。在它的主要任務中,它發現了數千個「外面」可能的世界,並向天文學家展示了行星在我們的銀河系中是相當常見的存在。然而,這是否意味著它們中的任何一個實際上都是可以居住的呢?或者更好的是,生命實際上有存在於它們的表面?
雖然數據分析仍在進行中,但克卜勒任務的結果已經揭示了數千個候選行星。已有3000多顆行星被確認為行星,其中一些行星正在所謂的「宜居帶」圍繞其主星運行。這是一個圍繞恆星的區域,在那裡液態水可能存在於一顆巖石行星的表面。
這些數字令人鼓舞,但它們只反映了天空的一小部分。這是因為克卜勒沒有觀測整個星系,而是只觀測了天空的四百分之一。即使到了那時,它的數據也只表明了可能存在於整個銀河系的行星中的一小部分。
隨著更多數據的積累和分析,候選星的數量將會增加。向外推算到銀河系的其他部分,科學家們估計銀河系可能包含超過500億顆行星,其中5億顆可能位於恆星的宜居區。要挖掘發現的行星真多啊!
當然,這隻適用於我們自己的星系。宇宙中還有數十億個星系。不幸的是,它們離我們太遠了,我們不太可能知道它們裡面是否存在生命。然而,如果我們宇宙附近的生命條件成熟,只要有足夠的材料和時間,這種情況很有可能發生在其他地方。
然而,重要的是要記住,這些數字需要持保留態度。並不是所有的恆星都是生而平等的,我們銀河系中的大多數恆星都存在於可能不適合生命生存的區域。
通常,當科學家使用「宜居帶」這個詞時,他們指的是恆星周圍的一個空間區域,在那裡行星將能夠維持液態水,這意味著行星既不能太熱,也不會太冷。但是,它也必須包含必要的重元素和化合物的混合物,以提供生命所需的基石。
一顆佔據這樣一個「恰到好處」的「金髮光斑」的行星,也必須沒有過量的非常高能量的輻射(即X射線和伽馬射線)的轟擊。這些甚至會嚴重阻礙微生物等基本生命形式的發展。此外,這顆行星可能不應該處於恆星非常密集的區域,因為引力效應可能會阻止有利於生命的條件。例如,這就是為什麼球狀星團的核心不太可能有生命世界的原因。
行星在銀河系中的位置也可能影響其容納生命的能力。為了滿足重元素條件,生命世界應該合理地靠近銀河系中心(即不靠近星系邊緣)。然而,銀河系內部很可能充斥著即將消亡的超大質量恆星。由於來自幾乎連續的超新星的高能輻射,該區域對有生命的行星來說可能是非常危險的。
那麼,尋找生命的工作又該如何進行呢?旋臂是一個很好的開始,但它們可能會被許多超新星傾向的恆星或正在形成新恆星的氣體和塵埃雲所佔據。這就留下了螺旋臂之間的區域,這些區域超過了三分之一的出口,但不能離邊緣太近。
雖然有爭議,但一些估計認為這個「銀河系宜居區」只佔銀河系的不到10%。更重要的是,根據它自己的判斷,這個區域絕對是貧星的;平面上的大多數星系恆星都在凸起(星系的內部三分之一)和臂中。因此,我們可能只剩下1%的銀河系恆星可以支持有生命的行星。甚至可能比這還少,甚至更少。
當然,這把我們帶回到了德雷克方程式——這是一種估計我們銀河系中外星文明數量的有點推測但又很有趣的工具。這個方程式所基於的第一個數字就是我們銀河系的恆星形成率。但它沒有考慮到這些恆星是在哪裡形成的,考慮到大多數新誕生的恆星都居住在宜居地帶之外,這是一個重要的因素。
突然之間,我們銀河系中豐富的恆星,因此潛在的行星,當考慮到生命的潛力時,就顯得相當小了。那麼,這對我們尋找生命意味著什麼呢?嗯,重要的是要記住,無論生命的出現看起來多麼困難,它在這個銀河系中至少出現過一次。因此,它仍然有希望發生在其他地方,而且已經發生了。我們只要找到它就行了。
編輯和更新者:卡羅琳·柯林斯·彼得森 (Carolyn Collins Petersen)