星系間的“彗星交換”或使生命在銀河系中普遍存在
2019年08月20日08:31

  新浪科技訊 北京時間8月20日消息,據國外媒體報導,近期一項研究指出,過去無數年來,生命有過許多次散播到銀河系各處的機會,而地球便是關鍵分散點之一。

  在過去的46億年里,太陽在宇宙中做隨機運動時,曾多次靠近其它恒星。美國科羅拉多州公司Pioneer Astronautics董事長、該研究的主要作者羅伯特·祖布林(Robert Zubrin)指出,在這種“親密相遇”過程中,在行星系外圍運動的彗星便可能被撞離原來的系統,朝另一顆恒星飛去。

  祖布林發現,這種“彗星交換”事件可能是地球多次物種大滅絕的始作俑者。但從大範圍來看,該現像其實有可能為生命提供了一定協助,幫助它們跨越“太空之海”,從一座“小島”遷移到另一座“小島”上。

  “過去35億年來,也許正是這種機製把生命送到了地球上,也將地球生命送到了宇宙各處。”祖布林表示,“只要簡單外推一下,假設每個行星系都會發生這種事情,那麼生命在銀河系中也許十分普遍。”

  這一結論的計算依據十分簡單直接,考慮了太陽附近宇宙中的平均恒星密度(約每立方光年0.003顆恒星)、太陽相對該恒星域的運動速度(約每小時3.6萬公里)、以及銀河系中的恒星構成情況(約75%為體積較小、光芒黯淡的紅矮星)。

  祖布林還假設,其它行星系外圍也泊有大量彗星,就像太陽系的奧爾特雲一樣。奧爾特雲的規模究竟有多大,我們還不清楚。據估算,它的最外圍到太陽的距離介於3萬至10萬個天文單位之間(1個天文單位為地球到太陽之間的平均距離,約合1.5億公里)。

  祖布林採納了一個較為保守的估計值,將奧爾特雲的半徑定為4萬天文單位,然後用這一數據估算其它類型恒星的奧爾特雲半徑。例如,紅矮星外圍的彗星環繞半徑可能約為2萬天文單位。

  目前還不清楚奧爾特雲中究竟有多少彗星。祖布林採納了一個被頻繁提起的估測值:1萬億顆,密度約為每千立方天文單位4顆彗星。

  祖布林的計算結果顯示,只要距離達到10天文單位以內,太陽的引力就能捕獲另一顆恒星奧爾特雲中的天體。因此,每次太陽與其它恒星近距離接觸時,都可能有大量彗星被太陽捕獲。假設太陽來到了距另一顆恒星2萬天文單位以內的地方,太陽就會在該恒星的奧爾特雲中開鑿出一條寬約2萬天文單位的痕跡,可能會在此過程中捕獲2.5萬個天體(前提是假設其它恒星的奧爾特雲密度也和太陽一樣,同樣為每1000立方天文單位4顆天體)。

  接下來,這些被太陽捕獲的天體便會受到太陽引力吸引,飛向太陽系內部。而太陽系奧爾特雲中的部分天體也會被另一恒星捕獲,朝相反方向飛去。

  “由這些外來天體引發的衝擊無疑將主要落到氣體巨行星上。”祖布林在今年六月發表在《國際天體生物學期刊》上的研究報告中寫道,“但由於太陽每次都會捕獲大量天體,地球這樣的星球也可能受到波及。”

  恒星大小不同,能夠捕獲的天體數量也不同,因為恒星引力大小由質量決定。例如,紅矮星質量約為太陽的30%,就必須將距離縮小到3天文單位以內,才能捕獲其它恒星奧爾特雲中的天體。

  祖布林利用所有這些信息(還包括其它信息),計算出了恒星近距離相遇的發生頻率、以及相應的後果。計算結果可謂相當驚人。他發現,在過去的460億年中,每隔10億年,就會發生約47起恒星間的近距離接觸,其中約一半都有紅矮星的參與。這樣算下來,相當於每隔2100萬年,就會發生一次恒星相遇事件。

  最後這個數字非常接近地球上物種大滅絕的週期——物種大滅絕似乎每隔2000萬至4000萬年就會發生一次。科學家之前就曾提出,彗星撞擊可能是造成這些物種死亡的罪魁禍首,並提出了能讓彗星定期衝向地球的可能機製。

  例如,一些研究人員提出,太陽可能有一顆尚未被我們發現的伴星,名叫“涅墨西斯星”,每隔2600萬年左右就會衝撞一次奧爾特雲。還有人認為,這種不穩定因素是由銀河系中的一片暗物質引起的,太陽可能會定期從這片暗物質中穿過,並受其影響。

  但祖布林的研究指出,來自外星系的彗星才是造成這些物種滅絕的主要原因。他的計算還顯示,太陽系會通過這種彗星“轟炸”,頻繁地與其它行星系交換物質。例如,彗星撞擊揚起的塵埃可以在陽光的壓力推動下,以每小時10.8萬公里的時速向外飛行,比兩顆恒星近距離交會時的相對速度還要快。

  這意味著微生物也許可以借助這一過程,從太陽系躍遷到擦肩而過的另一行星系中。並且這個過程發生得很快,在有害的深空輻射中的暴露程度有限。(生命可能從一個星球移動到另一個星球的理論名叫“泛種論”,有幾種不同的版本。如一些科學家認為,地球生命是由外星智慧生命有意‘播撒’的種子,這一概念名叫“引導性泛種論”。)

  “不僅如此,就算被噴射出的物質沒能命中擦肩而過的行星系,也會被原行星的奧爾特雲捕獲。”祖布林寫道,“部分物質(如含有微生物的塵埃顆粒)在奧爾特雲的冰凍環境中、以及有效的冰層保護下,可以儲存很長時間,直到下一次與另一個行星系相遇,再被釋放出去、遷移到新的行星系中。”

  太陽的質量大於銀河系中90%的恒星,因此我們的奧爾特雲規模在銀河系中也居於前列。這就意味著,我們在與其它恒星相遇時大多處於主導地位,發往其它行星系的彗星比自己接收到的多三倍左右。

  對天體生物學家、以及希望存在外星生命的人來說,這些研究結果頗令人激動。“銀河系已經四處埋下了生命的種子,並且它們的來源可能就是地球。”祖布林表示。(葉子)

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