他们躲在哪儿?
2023-09-28魏然
魏然
初次到访一个陌生的星系,应该到哪里去寻找生命呢?
宜居带
地球上,不同位置气候各异,温带地区显然比热带沙漠或是南北极住起来更舒服。恒星周围,也存在一些比较适合居住的区域,被称为“宜居带”。
宜居带在哪里?恒星释放出光和热,离恒星特别近的地方太热,特别远的地方又太冷。中间则不冷不热,液态水可以存在于地表,一般就将这部分区域看作宜居带——因为液态水是生命赖以生存的重要物质,如果一颗行星或卫星刚好落在这里,就有更大的概率存在生命。
宜居带是恒星的“标配”。恒星不论大小,在周围距离适中的位置上,都有一条环形的宜居带。不同恒星宜居带的宽窄、形状也会有不同。以太阳为例,如果把从地球到太阳的距离定为一个“天文单位”,据推算,太阳系的宜居带大致位于0.95到1.15个天文单位之间,地球刚刚好位于其中。
因此,想在一个陌生的恒星系寻找生命,就先去宜居带看看吧!
沐下淘
如果宜居带里没有星球,或者虽有星球但上面不存在生命,还能去哪里寻找呢?
实际上,水、有机物、矿物质等生命的物质基础在宇宙中的存在相对普遍,而生命却很罕见,能量可能是制约因素之一。例如太阳系中,远在宜居带之外的地方存在着大量的冰,土星环就主要是由冰块和碎石构成的,这里并不缺水,但了无生机;土卫六上有机物很丰富,甲烷和乙烷甚至形成了江河湖海,但这里阳光太弱,能量不足以支撑生命的活动与繁衍。
若想发现生命的踪迹,就需要探求其他能量形式的所在。在大行星周围,卫星绕转行星运行时受到行星的吸引,由于星球本身体形巨大,各个位置受到的引力稍有不同,便形成了一种从内部对星球的挤压和拉扯,被称为潮汐力。潮汐力导致岩石间产生摩擦,从而产生热量——这种“潮汐热”足以在遥远的冰冻星球上维持一个广袤的液态冰下海洋,比如木卫二上就有遍布全球的冰下海。
冰下海之中,“热液喷口”也是重要的能量来源。比如地球上海洋数千米深处的某些位置,海水被地热加温后像泉水一样喷涌而出,形成了热液喷口。许多种类奇特的生命聚集于此,形成了漆黑寒冷的深海中一小片欣欣向荣的“绿洲”。在木卫二的冰下海洋中,也许就存在着类似的地方。
冰下海加上热液喷口的组合,让生命存在的可能性大大增加——美国国家航空航天局计划于2024年发射“欧罗巴快船”探测器,专门前去探索木卫二的冰下海。
如果在宜居带寻找生命没有收获,就找颗有冰下海的小星球碰碰运气吧。
上古遗存的地下世界
也许还有些地方,虽然现下不适于生存,但可能曾经出现过生命,只是后来环境的变化导致大部分生命灭绝了。而可能的幸存者则同自然顽强抗争,在隐蔽处遗存至今。
比如火星,据推测在几十亿年前,由于温室效应,地表温度较高,液态水能够存在。后来由于太阳风和磁场的复杂作用,大气和水逐渐分解、散失,火星地表慢慢变得不适于生命生存了,人类的多个火星探测器也从未在地表发现过生命的痕迹。但也许在极深的地下,依然有自上古时期幸存的生命。
没有阳光,也没有冰下海和热液喷口,生命也能生存吗?答案是肯定的。地球上一些特殊细菌在地下千佘米的深处,不需要氧气,依靠硫化合物等化学物质的能量就能存活。在这里,环境相对稳定,厚厚的岩石能保护那些古老的生命度过劫难。
所以,在寻找生命的过程中,即便是看起来毫无生机的贫瘠星球,也不要放过那些可能残存生命的隐秘角落。
碳基生命之外
虽然迄今为止,以碳元素为基础的碳基生命是人类唯一已知的生命形式,但谁也无法证明,其他形式的生命就不存在。
碳元素之所以能够作为生命的基础,关键在于常温下碳能生成许多复杂的化合物,进而组成生命体,并维持其新陈代谢和生长发育。硅、硫、氮等元素都可构成一些较复杂的化学物质,也就有可能形成相应的生命形式。刘慈欣在《乡村教师》中就提到了碳基文明与硅基文明的战争。氨是氮的一种化合物,它在液态时同水的性质很类似,比较容易在固、液、气三种状态之间转换,还能溶解大量物质,有作為生命基础的可能。虽然液态氨需要在低温下才能存在,但这样的寒冷世界可并不少,也许哪颗遥远的冰冻星球上,就有原住民正喝着氨水,仰望星空呢。
好啦,现在就开始你的生命寻访之旅吧!