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我们是不是错了!定义的宜居条件和现实有出入?

2020/7/28 18:54:36 来源:原创 浏览:

在我们寻找系外行星的过程中,我们发现了三十多个可能适合居住的星球。据估计,仅在我们的银河系中就有80亿到200亿个潜在的可居住的类地世界。但是潜在的可居住和实际的可居住之间有很大的区别,那么可居住区的概念是否太宽?为此科学家们开始缩小他们的定义范围。

在之前我们所谓的“宜居条件”里,一个潜在可居住世界的定义是一个岩石行星,只有岩石行星可以维持其表面的液态水,不仅如此,它还得有一个相当厚的大气层,它与恒星的距离必须恰到好处,使它处于所谓的可居住区。

但是在许多方面,这个简单的定义既太宽泛又太狭隘。液态水被认为是一个决定性因素,因为它是地球生命的中心但是我们是否忽略可能还有其他形式的生命不需要液体。土星的卫星土卫六有液态甲烷海洋,一些研究人员研究了甲烷也可能在外星细胞中发挥作用,类似于水在陆地生命中的作用。当然,液态水使得宜居的可能性远大于甲烷。比如木星在这个区域之外很远,但至少有两个卫星的冰面下有液态水。

不过在这个区域还不够,太阳的可居住区有三颗岩石行星,但金星是一个有毒的温室世界,虽然火星可能有原始生命,但它很难成为地球上人类的居住地。不过研究表明金星和火星年轻时都有液态地表水,生命可能在这两个世界都得到了控制,但可能存活的时间不够长,无法维持居住。

即使我们只考虑恒星的可居住区,这也不能说明恒星本身的稳定性。大多数可能适合居住的星球围绕着红矮星运行,因为它们占所有恒星的近75%。红矮星比我们的太阳要冷得多,所以它们的可居住区域非常靠近恒星。但红矮星经常经历一段可怕的时期,它们会发射巨大的太阳耀斑和x射线爆发,这些可能会剥夺潜在的可居住行星的大气层。

所有这些都为天文学家提供了大量的推测素材,但对于生物学家来说,都归结为脂质。脂类是由脂肪酸构成的,它们构成了细胞膜的组成部分。为了使细胞发挥作用,细胞膜需要具有渗透性,而渗透性取决于大气的成分和压力。最近,科学报告中的一篇论文研究了这种关系及其对宜居性的影响。比如二氧化碳和氮的脂溶性的耐受极限。根据麻醉和潜水的数据,二氧化碳和氮气的极限分别为0.1巴和2巴。这一限制缩小了恒星的可居住区,特别是在较冷的区域。对于我们的太阳系,它把火星和金星放在这个区域之外。对于红矮星来说,这种下降是最显著的。虽然红矮星很常见,但它们藏匿生命的可能性要小得多。

应该强调的是,这仍然是基于我们对地球上生命的了解。但这是一项重要的研究。已知的系外行星数量正呈指数级增长,这样的研究将有助于我们缩小生命存在的候选范围。

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