星系间的“彗星交换”或使生命在银河系中普遍存在

摘要:

北京时间8月20日消息,据国外媒体报道,近期一项研究指出,过去无数年来,生命有过许多次散播到银河系各处的机会,而地球便是关键分散点之一。在过去的46亿年里,太阳在宇宙中做随机运动时,曾多次靠近其它恒星。

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资料图

美国科罗拉多州公司Pioneer Astronautics董事长、该研究的主要作者罗伯特·祖布林(Robert Zubrin)指出,在这种“亲密相遇”过程中,在行星系外围运动的彗星便可能被撞离原来的系统,朝另一颗恒星飞去。

祖布林发现,这种“彗星交换”事件可能是地球多次物种大灭绝的始作俑者。但从大范围来看,该现象其实有可能为生命提供了一定协助,帮助它们跨越“太空之海”,从一座“小岛”迁移到另一座“小岛”上。

“过去35亿年来,也许正是这种机制把生命送到了地球上,也将地球生命送到了宇宙各处。”祖布林表示,“只要简单外推一下,假设每个行星系都会发生这种事情,那么生命在银河系中也许十分普遍。”

这一结论的计算依据十分简单直接,考虑了太阳附近宇宙中的平均恒星密度(约每立方光年0.003颗恒星)、太阳相对该恒星域的运动速度(约每小时3.6万公里)、以及银河系中的恒星构成情况(约75%为体积较小、光芒黯淡的红矮星)。

祖布林还假设,其它行星系外围也泊有大量彗星,就像太阳系的奥尔特云一样。奥尔特云的规模究竟有多大,我们还不清楚。据估算,它的最外围到太阳的距离介于3万至10万个天文单位之间(1个天文单位为地球到太阳之间的平均距离,约合1.5亿公里)。

祖布林采纳了一个较为保守的估计值,将奥尔特云的半径定为4万天文单位,然后用这一数据估算其它类型恒星的奥尔特云半径。例如,红矮星外围的彗星环绕半径可能约为2万天文单位。

目前还不清楚奥尔特云中究竟有多少彗星。祖布林采纳了一个被频繁提起的估测值:1万亿颗,密度约为每千立方天文单位4颗彗星。

祖布林的计算结果显示,只要距离达到10天文单位以内,太阳的引力就能捕获另一颗恒星奥尔特云中的天体。因此,每次太阳与其它恒星近距离接触时,都可能有大量彗星被太阳捕获。假设太阳来到了距另一颗恒星2万天文单位以内的地方,太阳就会在该恒星的奥尔特云中开凿出一条宽约2万天文单位的痕迹,可能会在此过程中捕获2.5万个天体(前提是假设其它恒星的奥尔特云密度也和太阳一样,同样为每1000立方天文单位4颗天体)。

接下来,这些被太阳捕获的天体便会受到太阳引力吸引,飞向太阳系内部。而太阳系奥尔特云中的部分天体也会被另一恒星捕获,朝相反方向飞去。

“由这些外来天体引发的冲击无疑将主要落到气体巨行星上。”祖布林在今年六月发表在《国际天体生物学期刊》上的研究报告中写道,“但由于太阳每次都会捕获大量天体,地球这样的星球也可能受到波及。”

恒星大小不同,能够捕获的天体数量也不同,因为恒星引力大小由质量决定。例如,红矮星质量约为太阳的30%,就必须将距离缩小到3天文单位以内,才能捕获其它恒星奥尔特云中的天体。

祖布林利用所有这些信息(还包括其它信息),计算出了恒星近距离相遇的发生频率、以及相应的后果。计算结果可谓相当惊人。他发现,在过去的460亿年中,每隔10亿年,就会发生约47起恒星间的近距离接触,其中约一半都有红矮星的参与。这样算下来,相当于每隔2100万年,就会发生一次恒星相遇事件。

最后这个数字非常接近地球上物种大灭绝的周期——物种大灭绝似乎每隔2000万至4000万年就会发生一次。科学家之前就曾提出,彗星撞击可能是造成这些物种死亡的罪魁祸首,并提出了能让彗星定期冲向地球的可能机制。

例如,一些研究人员提出,太阳可能有一颗尚未被我们发现的伴星,名叫“涅墨西斯星”,每隔2600万年左右就会冲撞一次奥尔特云。还有人认为,这种不稳定因素是由银河系中的一片暗物质引起的,太阳可能会定期从这片暗物质中穿过,并受其影响。

但祖布林的研究指出,来自外星系的彗星才是造成这些物种灭绝的主要原因。他的计算还显示,太阳系会通过这种彗星“轰炸”,频繁地与其它行星系交换物质。例如,彗星撞击扬起的尘埃可以在阳光的压力推动下,以每小时10.8万公里的时速向外飞行,比两颗恒星近距离交会时的相对速度还要快。

这意味着微生物也许可以借助这一过程,从太阳系跃迁到擦肩而过的另一行星系中。并且这个过程发生得很快,在有害的深空辐射中的暴露程度有限。(生命可能从一个星球移动到另一个星球的理论名叫“泛种论”,有几种不同的版本。如一些科学家认为,地球生命是由外星智慧生命有意‘播撒’的种子,这一概念名叫“引导性泛种论”。)

“不仅如此,就算被喷射出的物质没能命中擦肩而过的行星系,也会被原行星的奥尔特云捕获。”祖布林写道,“部分物质(如含有微生物的尘埃颗粒)在奥尔特云的冰冻环境中、以及有效的冰层保护下,可以储存很长时间,直到下一次与另一个行星系相遇,再被释放出去、迁移到新的行星系中。”

太阳的质量大于银河系中90%的恒星,因此我们的奥尔特云规模在银河系中也居于前列。这就意味着,我们在与其它恒星相遇时大多处于主导地位,发往其它行星系的彗星比自己接收到的多三倍左右。

对天体生物学家、以及希望存在外星生命的人来说,这些研究结果颇令人激动。“银河系已经四处埋下了生命的种子,并且它们的来源可能就是地球。”祖布林表示。

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