生命宜居星球三个条件：水 寿命 保护神
<p> 法国国家科学研究中心近日宣布发现了首颗太阳系外的生命宜居星球——“格雷斯581d”（Gliese 581d）。寻找系外生命宜居星球是一项激动人心的工作，而生命的形成不能缺少一些基本因素—— </p><p> </p><p> <strong>“生命宜居”的三个条件 </strong></p><p align="center"></p><p align="center"> </p><p> </p><p> 这是法国国家科学研究中心发布的一幅模拟图，显示“格雷斯581d”表面的温度分布。图中蓝色表示较低的温度，红色表示较高的温度。图中很多箭头则表示在距离地面2000米处的风向。</p><p align="center"></p><p align="center"> </p><p> </p><p> 银河系的生命宜居带（也称作星系可栖居区，用绿色表示），其不包括银河系危险的内测区域以及缺乏金属的外侧区域。银河系的核球部分在图中用黄色表示，而旋臂中活跃的恒星形成区域则用蓝色和粉红色表示。 </p><p align="center"></p><p align="center"> </p><p> </p><p> 恒星周围的可居住带（能保持液态水的区域）示意图。图中的蓝色部分即为不同质量恒星附近的可居住带，横坐标显示的是行星离恒星的距离（以日地距离为单位），纵坐标是恒星的大小（以太阳质量为单位）。可见恒星越大，可居住带离它越远。</p><p align="center"></p><p align="center"> </p><p> </p><p> “格雷斯581”及其行星“家族”示意图。图中灰色球体为疑似宜居星球。红色星球被称为红矮星格雷斯581，类似于太阳系中的太阳，但比太阳小得多，温度低得多。 </p><p> </p><p> <strong>生命离不开液态水 </strong></p><p> 谈到宇宙生命宜居环境，人们首先想到的是水。水是地球上最宝贵的资源之一。我们的地球表面70%以上是水，因而地球有水行星之称。地球上各种生命包括人类的祖先均来源于水，试管胎儿仍需要在母体羊水中成长；人体的60%是液体，其中主要是水；水对人体健康至关重要，一旦失去体内水分10%，生理功能即严重紊乱；如果失去水分20%，人很快就会死去。总之，水是一切生命之源。既然生命离不开水，搜寻地外生命的实质就是搜寻液态水。 </p><p> 那么，太空中究竟哪些地方可能存在液态水？科学家告诉我们，生命存在的一个宏观因素是行星到中心恒星（如太阳）的距离。这里所说的生命当然不仅局限于具有智能的高等生物，也包括细菌等微生物在内。 </p><p> 我们的地球姊妹——金星，它距离太阳太近，其高温的表面不可能保存液态水，而在地球外侧的火星距离太阳又偏远，其表面的水常常冻结成冰。地球表面因覆盖着大量的液态水而属于“海洋型行星”，而金星和火星表面基本上覆盖着陆地故属于“陆地型行星”。所以说在太阳系内，能够存在液态水的区域便只局限于金星公转轨道和火星公转轨道之间的这个狭窄环形带，只有公转轨道位于这个环形带内的行星表面才可能有液态水存在。科学家们把这个区域叫做“生命宜居带”，地球恰好就位于这个宜居带之内，在太阳系八颗行星中，惟独地球上存在着大量的液态水。 </p><p> </p><p> <strong>恒星寿命不少于10亿年 </strong></p><p> 科学家认为，银河系里存在着上千亿颗恒星，其中有一个容易形成适宜生命诞生的行星的“银河系的生命宜居带”。根据分析，这个宜居带距离银河系中心不能太近，也不能太远。不过，这个宜居带只说明了一个总体倾向，并不是绝对条件。我们的太阳系就正好位于这个银河系生命宜居带之内。 </p><p> 孕育生命需要一个相当长时间的过程，因此一个星系中要有生命存在，它的中心恒星寿命不能太短。通常认为，中心恒星寿命至少要达到10亿年，才有可能在它的行星系中孕育出生命。 </p><p> 一般说来，一颗恒星的寿命取决于它的质量。恒星的质量越大，其寿命越短；质量越小，寿命越长。究其原因在于：恒星质量越大，它的万有引力越强，其中心部分因受到压缩温度上升越快，因而为恒星发光提供能量的“热核聚变反应”会进行的十分激烈，寿命也就越短。 </p><p> 太阳属于中等的恒星，寿命大约是100亿年。科学家认为，质量小于太阳2倍的恒星寿命对于生命最合适；中心恒星的寿命至少要有10亿年，而且到其星系中心的距离要适当。 </p><p> 关于“生命宜居带”，还有一个因素也必须考虑进来，这就是恒星在不同年龄段的亮度变化也会影响行星。据研究认为，大约46亿年前的早期太阳要比现在的太阳暗大约30%，那么早期地球相当长的一个时期是处于冰冻状态。后来冰冻开化，地球陆地能够自动调节行星的气温，地球表面的水长期循环保持，因此构成了生机勃勃的生物大世界。 </p><p> </p><p> <strong>巨型气态行星是生命的“保护神” </strong></p><p> 科学家告诉我们，一颗行星上要有生命存在，除了必须要满足到中心恒星的距离、行星本身的类型和大小这三个条件之外，它周围的环境对能否演化出生命也起到决定性作用。例如，一个行星系所具有的巨型气态行星的数目就是一个重要条件。 </p><p> 根据科学家推测，当有多颗行星围绕着一颗恒星公转的话，如果它们多半是“巨型行星”（如木星），这些巨型气体行星之间会互相施加引力影响，导致轨道混乱，使它们的公转轨道变成极其扁长的椭圆轨道。这样一来，其他那些相对与巨型气体行星而言比较小的行星的运行规律也会乱套，在巨型气体行星的引力影响下无法维持轨道的稳定性，有的会与中心恒星或者巨型气体行星发生碰撞事件，有的甚至会脱离中心恒星向远处飞去。这样的条件下显然也无法孕育生命。 </p><p> 如果行星系中完全没有巨型行星的存在，对于生命也不是一件好事。比如在我们的太阳系中，木星和土星均属于巨型气态行星，它们具有很大的质量，实际上充当着地球的“保镖”。2009年美国华盛顿大学天文学家内森·凯伯等人的一项研究显示，数亿年前，来自太阳系边缘各个方向的较大彗星有许多朝向地球运行，但是它们均被木星和土星这两颗巨大气态行星所抵挡，使得地球上的生命保存至今。研究表明，导致物种灭绝最强大的彗星雨对于地球而言并不频繁。木星和土星就如同“棒球手套”一样抵挡了彗星对地球的侵袭，能够偏离或者吸引可能碰撞地球的彗星。 （李良） </p><p> 来源：新京报</p><p> </p><p> </p><p> </p><br />
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