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科学家确定了可能藏有生命的类地行星

在附近一颗恒星频繁发生太阳耀斑活动的行星上,生命形式可能存在并进化吗?康奈尔大学(Cornell University)天文学家最近的一项研究表明,这确实是可能的,因为生命的进化是在面对致命的紫外线(UV)辐射的行星上发生的,就在地球上。

在过去的二十年中,天文学家已经发现了超过3200个系外行星,即我们太阳系之外的行星。其中一些行星绕着所谓的宜居或Goldilocks区域运行,这是指距离适当温度的恒星到恒星的距离范围,水可以保持液态。太靠近其母恒星的行星将变得太热,水将蒸发,而太远的行星将变得太冷,水将冻结。丽莎·卡尔滕格格(Lisa Kaltenegger)和杰克·奥马利·詹姆斯(Jack O'Malley-James)将论文“来自早期地球的经验:紫外线表面辐射不应限制活跃M恒星系统的可居住性”,放在可居住区域附近的行星上:Proxima b,TRAPPIST-1e ,Ross-128 b和LHS-1140 b。

这些潜在宜居的行星绕着与地球太阳不同的恒星运行。红矮星比我们的太阳小,它们经常耀眼,用高能紫外线辐射使它们的行星沐浴。Kaltenegger和O'Malley-James对各种大气成分进行了建模,从反映当今地球大气状况的成分到腐蚀和缺氧的大气成分(具有非常薄的大气层和没有臭氧层保护的大气层),并计算了多少高能紫外线辐射到达地面。众所周知,高水平的辐射会对生物造成破坏;诸如核酸之类的生物分子可能突变甚至关闭。Proxima b,不到三年前被发现的行星,其X射线辐射比地球多250倍。在这样的条件下生命如何生存?

Kaltenegger和O'Malley-James着眼于地球自身的历史来寻找答案。大约40亿年前,地球是我们今天所知的对生命不利的星球,被紫外线辐射轰炸这类似于Proxima b和其他系外行星围绕M型恒星的当前体验。然而,地球上的所有生命都是从在这些恶劣条件下幸存下来的生物进化而来的。地球上的许多生物能够使用诸如保护性颜料,生物荧光或在土壤,水或岩石下生存等生存策略来应对高水平的辐射。正如O'Malley-James指出的那样:“地球上的生命史为我们提供了有关生物学如何克服我们认为是敌对的环境挑战的大量信息。”这表明紫外线辐射不是附近系外行星生命潜在进化的限制因素。(相关资料:美国宇航局计划在2069年进行太空探险,以在类似地球的行星上寻找生命)。

Kaltenegger和O'Malley-James的研究结果也提出了一个诱人的问题:生命的发展是否需要高水平的辐射(类似于地球在早期所经历的辐射)?研究人员研究的系外行星模型显示,即使是在受到侵蚀和缺氧的大气中,即使在太阳耀斑期间,其表面紫外线辐射的水平仍低于地球早期的水平。这一发现为进一步的研究开辟了两条可能的途径:与地球早期相比,由于辐射水平相对较低,这些系外行星可能更容易繁衍。否则由于未达到所需的辐射水平,生命可能不太可能进化。

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