『科技领航人』这样的方式对吗?,用“类地”条件寻找外星系生命( 二 )


但事实是 , 距离恒星远得多的行星可能有更厚的大气层 , 导致气候温和 。 一颗反照率低得多或具有特定云层特性的行星可能更接近它的母星 , 并且仍然具有温和的条件 。 较热的行星可能在其上层大气中繁衍生息;较冷的行星可能在冰下繁衍生息 。 “可居住区”是一个有偏见的起点 , 科学已经发展到这种天真的定义不再有用的地步 。
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图注:通过颜色和大小对恒星进行分类的系统非常有用 。 通过调查我们当地的宇宙区域 , 我们发现只有5%的恒星与我们的太阳质量相同(或更大) 。 它的亮度是最暗淡的红矮星的数千倍 , 但最大的O型星的亮度是我们太阳的数百万倍 。 大约20%的恒星属于F , G或K级 。 3.)需要像太阳一样的恒星 。
宇宙中绝大多数恒星都是红矮星:低质量恒星稳定而缓慢地燃烧燃料 , 而只有大约20%的恒星将与太阳共命运:燃烧数十亿年 , 成为一个红巨星 , 结束它们作为行星星云的生命 。 尽管一些(主要在质量范围的低端)耀眼的红矮星会闪耀 , 而且大多数绕着红矮星运行的行星也会被潮汐锁定 , 但这些条件并不一定会禁止生命 。
这里确实有把精华和糟粕一起丢掉的危险 。 是的 , 在某些红矮星系中生命不可能存在 , 但是直到我们对这些行星系统进行普查 , 并测量这些行星系统的性质 , 如果它们拥有大气 , 我们就不能臆断在该些行星上不存在生命的结论 。
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图注:尽管“雪球地球”的设想可能有争议 , 但令人怀疑的是细节 , 而不是在遥远的过去 , 热带纬度地区基本上被冰覆盖的总体影响 。 休伦冰期可能是地球历史上最大的一次大灭绝 , 而发生在大约6-7亿年前的一次较新的冰期可能为寒武纪的爆发铺平了道路 。 地球生物圈在决定地球温度方面起着调节作用 , 但外行星的生物反馈我们一无所知 。 4.)生命会自我调节其生物圈吗?
这是我们没有足够的答案的另一个关键问题:一个仅仅由于物理和化学过程而变得不适宜居住的行星 , 是否真的能够通过早期简单生命的存在 , 在漫长的天文时间尺度上保持适宜居住?
我们知道地球上有许多反馈机制 , 能量输入的巨大外部变化可能只会转化为生物圈内的微小变化 。 一个星球上早期生命的存在 , 也许是因为出现了更有利的条件 , 是否掌握着开启一个星球上生命长期稳定的钥匙?如果是这样的话 , 我们将无法从根本上理解是什么使一个行星具有潜在的可居住性(更不用说长期的可居住性) , 除非我们对这个问题有更好的理解 。
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图注:恒星在银河系中的位置与其金属丰度或重元素的存在之间的关系 。 距离银河系中心盘约3000光年的恒星 , 在数万光年的距离范围内 , 具有极其类似于太阳系的重元素 。 不过 , 重元素丰度越高或越低的恒星对生命就越有利 , 这似乎非常有道理 。 5.)金属真的重要吗?
对于第一代恒星来说 , 只有氢和氦可以制造它们 。 在我们的太阳系中 , 所有物质总质量的1-2%是由较重的元素(如氧、碳、氮和其他生命所必需的元素)构成的 。 没有足够重元素的恒星不能产生岩石行星和产生生命所需的原始分子 。
但是 , 线是从哪里划出来的?太阳系中一半的重元素能产生一个有生命和有机物的行星吗?10%的人可以吗?1%怎么样?另一方面 , 500%呢?当我们的样本量为1时 , 我们不知道我们是否幸运 , 也不知道我们是否是成功几率最大的典型例子 。 这些只是一些悬而未决的问题 , 使我们无法对“类似地球”的真正含义进行有用的定义 。
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