宇宙中的生命可能取決於四個關鍵因素
2020-05-13 天文在線外星獵手們注意:系外行星上是否有生命存在，可以歸結出幾個基本標準。
1992年，天文學家亞歷山大·沃爾茲森和戴爾·弗雷在觀測一顆位於2300光年之外的脈衝星時，發現了一個奇怪的現象：它跳動的脈衝通常有規律的節奏，似乎在跳過一個節拍。
這顆脈衝星異常跳動的原因導致了一項改變天文探索進程的發現:有兩顆行星圍繞著它運行。
脈衝星似乎在飛離產生它的超新星 圖源universetoday
這些是我們在太陽系外觀測到的第一批行星。因此，對系外行星——以及尋找那些能像地球一樣支持生命的行星的研究——誕生了。
那麼，你需要什麼樣的生活必需品呢？《天文在線》雜誌社與專家們進行了交流，以找出他們認為宇宙中其他地方適宜居住的關鍵因素。
宇宙有多少系外行星？
目前，我們知道大約有4000顆系外行星圍繞所有類型的恆星運行，還有3000顆疑似系外行星正在等待確認。
系外行星爆炸的發現歸功於美國宇航局的克卜勒太空望遠鏡和凌日系外行星勘測衛星(TESS)。克卜勒望遠鏡對恆星進行了放大，來觀測是否有行星在它們的宜居帶內運行，而凌日系外行星勘測衛星則觀測了天空中20萬顆最亮的恆星。.
TESS發現繞兩顆恆星運行的行星 圖源：universetoday
促使付出這些努力的希望是：我們可能會發現與我們相似的世界——換句話說就是有能力維持生命的世界。這樣做也許最終可以回答我們在宇宙中是否孤獨的問題。
但是，對於這些遙遠的行星來說，究竟什麼是可居住的，或者更深刻地說，是什麼樣的生命，是天文學中最熱門的爭論之一。
部分問題源於我們目前所處的孤立狀態，喬治亞理工學院物理學院的研究員比利•誇爾斯說：「只有一個例子可以證明我們對其他行星的期望值是可信的。」。
「關於我們應該期待什麼已經有很多爭論了。」誇爾斯告訴《天文在線》雜誌社：「但最簡單的是看看我們現在知道的事情。」
系外行星需要大氣
科學家們首先要探測的是一顆系外行星上是否有大氣層，如果有，它是由什麼構成的。行星學會的行星地質學家艾米莉·拉克達瓦拉告訴《天文在線》雜誌：「你需要做的主要事情是獲得關於大氣組成的更好的信息。」。
行星的大氣層需要足夠厚才能傳遞熱量並能夠隔熱。舉個例子，如果地球沒有大氣層，地球表面的溫度會低至零下20攝氏度，誇爾斯說道。
與鄰近的金星相比，地球的大氣層使它適合我們居住。儘管這兩顆行星有許多相似之處，但金星無法維持生命，因為它的大氣——主要由二氧化碳、氮和硫酸構成——這也使它成為太陽系中最熱的行星。
但拉克達瓦拉說，對於距離地球很遠的系外行星來說，我們很難掌握其大氣層的構成。「沒有太多的行星能讓我們獲得足夠的信號。」她說，「改進現有的工具將是進一步探索宇宙生命『良好的第一步』。」
系外行星需要水
當一顆行星處於它的寄主星的宜居區時，這意味著它離恆星的熱量足夠遠，離宇宙的極端寒冷足夠近，因此液態水可以在它的表面存在。這種既不太熱也不太冷的微妙平衡給這個特殊地區帶來了另一個綽號：「宜居帶」。
注意地球的位置處於太陽系的「宜居帶」 圖源：universetoday
在地球上，水作為一種溶劑，意味著它可以溶解其他物質，使其能夠運輸化學物質、礦物質和其他構成生物的分子。
地球是目前唯一被證實有液態水流經的天體。
然而，拉克達瓦拉指出，雖然水可能是最好的溶劑，但它並不是唯一的溶劑。科學家長期以來一直懷疑，土星最大的衛星土衛六上可能存在生命，儘管它的液體中充滿了甲烷和乙烷而不是水，但這種液體仍然可以支持某種形式的甲烷生物存在。
系外行星需要能量源
人們對那些位於適居帶內的系外行星給予了大量的關注，但當它恰好在主恆星的宜居帶之外時，它本身具有的一切並不會消失。如果有不同的能量來源，它仍然可以維持生命。這些能量可以來自行星的寄主星，也可以來自化學或地熱資源。
這對木衛二也是如此。木衛二是木星的79顆衛星之一，它雖然不在太陽的可居住區內，但木星強烈磁場產生的輻射為衛星提供了足夠的能量，一些人認為它可以使結冰的天體上面維持生命。
木衛二(和金星)與「宜居帶」的概念背道而馳。「有些人反對這個說法，因為他們想去木衛二，說那裡有生命。」誇爾斯說。
系外行星需要合適的恆星
我們的太陽系的宜居性在一定程度上取決於太陽的性情。我們的主恆星是一顆相對平靜、可預測的恆星。其他行星系統並不總是這樣，它們可能圍繞著一顆不穩定、高度混沌的恆星運行。
系外行星可能的情況 圖源：universetoday
穩定的恆星不會以一種不可預測的方式改變它們的亮度或輻射，也不會發出強烈的太陽耀斑，這種耀斑足以毀滅其軌道上的行星上的生命，這是使其他星球上的生命成為可能的關鍵因素。
「這可能是最難達到的標準之一。」拉克達瓦拉說，「隨著時間的推移，你需要一個穩定的環境。我們的恆星是穩定的恆星，但其他大多數恆星不是。」
我們能在太空中找到生命嗎?
尋找具有宜居環境的系外行星有朝一日可能會成為天文學的聖杯：一勞永逸地回答我們在廣闊的宇宙中是否是孤獨的。
拉克達瓦拉說：「這個想法就是如果去看『類似地球』的地方，你可能會發現生命，也可能不會。這將回答我們在宇宙中是否普通的問題。」
但是，這與尋找宜居地和類似於我們人類的智慧生命，又或者尋找《星球大戰》電影中無數先進社會的智慧生命存在著根本的區別。生命可能以不同的形式存在——有些熟悉，有些完全陌生。例如：據推測，火星在其塵土飛揚的表面下可能存在微生物——科學家們認為，火星表面可能在某一時刻存在生命。與此同時，在環繞土星的衛星土衛六上，科學家們認為有可能存在以碳氫化合物為基礎的生命，比如甲烷——這與我們所知道的生命有很大的不同。
泰坦星（土衛六）表面的湖泊可能是火山口 圖源：universetoday
如果真的在宇宙中發現了生命，我們就會面臨一個更現實的問題：來回往返的信息需要幾十萬年才能在地球和行星之間傳遞，這是因為大多數系外行星離我們地球太遠了。
如果人類希望收拾行囊遷移到一個適合居住的星球，他們也會遇到同樣的問題:旅行的時間太長了。
「我們需要一些新的物理學，」誇爾斯說。「為了縮小差距，我們必須發現一些全新的東西。」
當然，研究遙遠宇宙中我們熟悉得出奇的行星還有其他更人性化的原因。
「我們很多人研究系外行星只是因為它們很酷。」拉克達瓦拉說。「我們的太陽系只有八顆行星，我們正在尋找各種各樣完全不同的行星。」
畢竟，多樣性是生活的調味品。
作者: Passant Rabie
FY: 秦正冰
如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除
轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處
相關焦點
-
太空中的宇宙塵埃，可能是發現火星生命的關鍵！
明年，美國國家航空航天局(NASA)和歐洲航天局(ESA)都將向火星發射新的探測車，以尋找火星生命的證據。正如之前任務所發現的那樣，火星曾經有過更溫暖和更潮溼的過去，其特徵是有可能維持生命的條件。目前環繞火星運行的衛星也顯示，火星表面曾有許多地方曾有水存在尋找生命的困難不在於找出哪裡有水，而在於找出生命所必需的營養物質與水重合的地方。 -
宇宙中可能有極端的生命形式
迄今為止，天文學家發現宇宙中無數的各種行星，有非常炎熱的，也有非常冰冷的。雖然我們一直在找其特徵與地球類似的行星，但新的研究表明，生命可能和地球非常不同的情況下存在。這個區域被稱為「可居住區」（棲息地區），這取決於恆星的大小和類型。但是，並不是所有的外行星都在軌道上旋轉，就像地球一樣，它離恆星的距離很近。科學家們發現，許多行星都有大量的橢圓形軌道，並在一個居住地進行。它們是寒冷的世界，在漫長的寒冷的冬天中加熱。 -
宇宙中生命存在所必需的8個關鍵成分
通過研究人類、植物、動物和微生物如何在地球上生存和繁榮發展，科學家們確定了似乎對生命發展至關重要的8個關鍵成分。幾代人以來，科學家一直在搜尋我們的銀河系以尋找其他行星上的生命證據。 他們正在尋找一組特定的情況和化學物質，以便在正確的時、正確的位置融合在一起。 -
在銀河系中,外星生命可能是很罕見的
一尋找外星人可能變得更加困難了。新的研究表明，外星生命可能不像我們希望的那樣廣泛存在。在尋找外星文明方面，一個關鍵問題是宇宙中有多少有智慧的外星人——但這個問題的答案取決於科學家們尚未掌握的更多知識。德雷克等式依賴於幾個常量的值來確定這些文明可能有多廣泛，它們有多大可能進化，以及當我們能夠探測到的時候，它們有多大可能傳播。新研究增加了著名的德雷克等式的不確定性，表明人類發現外星智慧生命可能性比之前認為的要小。 -
地球有沒有可能是整個宇宙中第一個出現文明的星球？
地球有沒有可能是整個宇宙中第一個出現文明的星球？這要看地球在整個宇宙中是不是最早能夠誕生生命尤其是能夠演化和進化為高級生命的星球。大家知道，宇宙誕生於138億年前的奇點大爆炸。宇宙經過幾十億年的膨脹、冷卻，星雲開始坍縮，形成各類行星和星系。 -
腦洞時刻—宇宙中可能存在的生命形態(三)
宇宙之大，無奇不有，生命作為宇宙上百億年演變出的最有意思的東西，若傾向於用對地球生物的固有認知來定義它的存在，已然落了下乘了。 九、反物質生命 以上兩篇說的都是正物質。宇宙中有反物質，也許也有生命呢。正電子、負質子都是反粒子，它們跟通常所說的電子、質子相比較，電量相等但電性相反。 -
宇宙中有3億顆行星可以支持生命
美國宇航局(NASA)的研究指出：宇宙有3億顆行星可以支持生命。如果你厭倦了氣候變化，總統選舉和核戰爭的威脅無時不在，可能有大約3億個其他可以支持生命的星球供你選擇建立一個新的家園。NASA對克卜勒太空望遠鏡捕獲的圖像數據的研究指出了這種可能性。 -
宇宙中找不到其他生命的蹤跡，為什麼地球是唯一的生命星球？
宇宙中最激動人心的謎團就是人類為何如此孤獨。對許多古代文明而言，他們始終相信地球是一切的中心。現在我們知道事實並非如此，我們的地球只是宇宙中的一個小小的&34;。所以我們不得不問：為什麼我們在宇宙中看不到其他生命的跡象？為什麼地球是唯一有生命的星球？ -
發現宇宙中,生命出現的關鍵階段信息!
本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文肯特大學天體物理學家的新研究，揭示了循環利用在宇宙中生命形成過程中扮演角色的重要線索。通過研究恆星生命旅程的不同階段，並獲得有關其進化周期的新知識，天體物理和行星科學中心的科學家們發現了更多關於宇宙中生命出現的關鍵階段信息。研究首次揭示了恆星死亡時丟棄的物質是如何再循環形成新恆星和行星。科學家們很早就知道組成人類生命的材料在宇宙誕生之初並不存在。碳和氧等元素在恆星內部形成，並在恆星爆炸時釋放出來。 -
有多少平行宇宙 取決於觀測者
在弦理論以及11維超空間概念的支持下，科研人員根據WMAP衛星所採集的天文數據認為，宇宙大爆炸可能產生了許多個平行宇宙，而不是我們所理解的單一宇宙。近來，該設想得到了科學界的普遍接受，因此人們會好奇地問，究竟存在多少個宇宙呢？ 史丹福大學的物理學家回顧了大爆炸後不久的時期，他們視其為產生量子漲落的量子過程。 -
人類是宇宙中唯一的智慧生命嗎？
顯而易見的是，可能的事件可以經常發生；不太可能的事件很少發生，或者只能發生一次。生命的進化史表明，有許多關鍵的、起到決定作用的適應性都是獨一無二的一次性事件——不僅智慧是如此，複雜的動物、複雜的細胞、光合作用和生命本身都是如此，因此人類智慧能得以進化實則是件極不可能的事件。我們的進化可能就像是中彩票一樣，並且比中彩票的機率還要小得多。 -
最新研究:增稠劑或是早期生命形成關鍵因素
據國外媒體報導，根據「宇宙原始湯理論」，生命起源於海洋或水塘。該理論認為，生命是多種因素綜合的產物，比如降雨、混合的分子、陽光的溫暖以及夜間的涼爽等。近日，美國喬治亞理工學院科學家發表最新研究成果認為，生命形成的處方中應該還包括一種關鍵因素--增稠劑。 -
宇宙中真的可能只有人類一種智慧生命嗎
宇宙中地球外到底有沒有其他生命其實是每個地球人都有過的疑問，儘管各種人試圖用各種理論試圖證明宇宙中有很多生命，但是最關鍵的證據卻一直沒有發現，以星際距離來看，可能這個證據永遠也發現不了。那就只能假想了，生命並不是概率所能左右的，需要滿足很多苛刻到極致的條件，最典型的就是美國人弗蘭克.德拉科的綠岸公式，以乘積形式表示，但是因子的確切大小屬於未知，所能估算的數據差異極大，樂觀的估計單銀河系就有5000萬個文明，最差也有40個。 -
太陽系中最可能存在外星生命的四個世界
但最近在金星雲層中發現的可能源於生物的磷化氫提醒我們，這些生命所必需的成分中至少有一些也存在於太陽系的其他地方。所以，其他最有可能存在外星生命的世界是哪些呢？ 在火星南極冰蓋下方探測到的湖泊和火星大氣中的甲烷（隨季節和一天中的時間而變化）讓火星成為孕育外星生命的一個有趣候選者。甲烷很重要，因為它可以通過生物過程產生。但是，火星上甲烷的實際來源仍是個謎。 -
研究發現:可能取決於3個因素
生活中如果看到一些百歲老人，人們總會不自覺地產生羨慕的情緒，希望自己也能夠更加長壽。可是很多人很難達到這樣的期望。人們也會產生這樣的疑問，人的壽命長短，與什麼有關？在這項研究的結果中顯示，人們的壽命長短，可能取決於3個因素。遺傳因素。在人們繁衍的過程中，會出現一些疾病以及體質都會隨著基因遺傳給下一代。而上一代人的一些慢性疾病或者體質較差也可能影響下一代的身體狀況。 -
宇宙中是否有其他生命存在?|宇宙|行星|星系|恆星|法蘭克·德雷克
然而，如果那可能性極小的概率就是事實的話，那麼只有生命不可能通過自然發展而形成，而是必須被獨特的創造出來才這種假設才是合理的。相反， 在整個宇宙中生命只在一個行星上自然地形成，這將概率定律推到無限的範圍。因此我認為我們只有兩個實際的選擇可以考慮。1）上帝僅在這個星球上創造了生命。2）生命在很多星球上自然地形成。 -
日本科學家:可觀測宇宙中 人類可能是唯一的生命
基於「自然發生」學說以及其中的「RNA世界」假說，研究人員認為在可觀測宇宙中，形成功能性RNA鏈（至少包含40~60個核糖核苷酸殘基）的可能性極低，而這一長度是RNA具有基本的自我複製功能的必要條件。當然，在可觀測範圍之外正加速膨脹的整個宇宙中，生命可能出現在無數的行星上，只是我們或許永遠找不到它們。 -
日本科學家:可觀測宇宙中,人類可能是唯一的生命
基於「自然發生」學說以及其中的「RNA世界」假說，研究人員認為在可觀測宇宙中，形成功能性RNA鏈（至少包含40~60個核糖核苷酸殘基）的可能性極低，而這一長度是RNA具有基本的自我複製功能的必要條件。當然，在可觀測範圍之外正加速膨脹的整個宇宙中，生命可能出現在無數的行星上，只是我們或許永遠找不到它們。 -
日本科學家:可觀測宇宙中,我們可能是唯一的生命
基於「自然發生」學說以及其中的「RNA世界」假說，研究人員認為在可觀測宇宙中，形成功能性RNA鏈（至少包含40~60個核糖核苷酸殘基）的可能性極低，而這一長度是RNA具有基本的自我複製功能的必要條件。當然，在可觀測範圍之外正加速膨脹的整個宇宙中，生命可能出現在無數的行星上，只是我們或許永遠找不到它們。 -
最新研究報告認為：外星生命在宇宙中可能很普遍
【ALENG 自媒體】5月20日早間自媒體專稿，現代科學一直在尋找證據，以便確定在廣袤的宇宙空間，像地球人類一樣的生命是否是一個普遍的存在。儘管迄今為止，人類尚未在任何一個除地球以外的天體上發現任何生命的跡象，但是這並不意味著地球生命是宇宙中絕無僅有的存在。根據一項最新的研究報告，科學家認為：外星生命在宇宙空間可能是一個普遍的存在，地球生命並非是一個幸運的例外。