生活在太阳系 地球并不幸福

伤我心太深

人类是非常幸运的,地球是目前宇宙中已知的唯一存在生命的地方,而这与太阳和地球得天独厚的自然条件密不可分。然而,成功并不等于完美,虽然地球和太阳是我们已知唯一一对成功的搭档,但在天文学家看来,它们的组合其实并不完美,其中难免有些美中不足。


太阳过于热烈

我们知道,恒星是由于其中的带电等离子气体在不断转动,制造出了电流,从而产生磁场的。恒星转动越快,磁场也就越强。太阳在40亿年前的“青少年时期”,转动速度要比现在快十几倍,所以太阳的磁场也就比现在要强得多。磁场强的话,太阳表面耀斑之类的活动就越剧烈,会释放出比现在强数百倍的X射线和紫外线,而这样强烈的辐射完全可以杀死地球上出现的任何生命。这就限定了地球生命出现的时间要很晚,必须在太阳稍微变得平静之后。





而且太阳这样质量的恒星,5亿年后光度就会开始上升,这使得地球温度越来越高,在20亿年内会使地球热得让生命无法继续存在。这样看来,太阳适合于生命的时期开始得晚,结束得早,因此地球上生命可以存在的时间是相当有限的。与太阳相比,质量更小的橙色恒星就更适合生命生存一些,它们的寿命有200到400亿年,比太阳长得多。在这类恒星周围,处于合适轨道位置的行星适合生命生存的时间可达几百亿年,它为生命发展演化所提供的时间要比地球上充裕得多。据观测发现,宇宙中这类橙色恒星的数量是太阳类型恒星的十几倍,它们才是为生命提供合适环境的主力军。


有些科学家研究了紫外线对DNA分子的破坏作用,以了解恒星辐射对可能存在的地外生命的影响。他们发现,对DNA分子破坏最严重的是紫外线中波长在200纳米～290纳米的短波部分。由于波长短,对应的能量就高。一般恒星的大气可以分为三层,最里面是光球层,外面则是色球层和日冕层。对于温度较高的恒星,紫外线的短波成分是光球层发出的,而温度比较低的恒星,短波成分是色球层发出的。如果单单只有光球层或者色球层发出紫外线也就罢了,可是我们的太阳却是“双管齐下”,光球层和色球层都有大量短波紫外线发射出来,所以太阳实在称不上是生命的好邻居。


好在地球上最初的生命自己“争气”,在地球大气没有臭氧层抵挡太阳紫外线照射的情况下也顽强地生存了下来,并且自己制造出大量氧气,形成臭氧层,保护地球生命。繁衍到如今,一方面,现存的生命都继承了祖先对紫外线的防护机制;另一方面,地球大气的臭氧层已经把太阳的大多数紫外线挡在了门外,所以地球上才有今天的勃勃生机。



地球的个头小了点



不仅太阳不是最适合生命的恒星,地球恐怕也不是最适合生命的行星。

行星的大气也是生命存在的重要条件,大气不但为我们提供呼吸的氧气,还可以保持热量,调节地球表面的温度,是很多生命包括人类生存必不可少的。地球虽然有引力束缚着大气,但是仍然有大气分子不断地向宇宙空间逃逸,有朝一日,大气就会跑光,从而影响生命的生存。而质量大的行星,引力比较强,大气流失得就慢。所以,科学家认为直径相当于地球2到3倍的行星才更适合生命居住。


行星作为生命的摇篮,还有个重要的条件就是磁场。磁场作为一道屏障,一方面可以抵御恒星发出的高速带电粒子“风”,不让恒星把大气吹跑;另一方面也可以抵挡高能宇宙射线,防止对生命的直接伤害。行星的磁场是核心中液态铁对流而产生的,地球质量小,地核的温度就不能长久地保持高温,而大质量的行星内部温度更高,更容易保持自己的热量,使得核心区域可以长久保持液态,进而磁场可以长久存在,所以更适合生命长时间的生存和发展。


既然地球不是完美的生命诞生之地,寻找外星生命的时候自然也不必拘泥于“类似地球”的行星了,生命在宇宙中分布可能比过去人们猜测的更广泛。不过,我们也不必因此而失落,至少现在,地球作为“存在生命的唯一行星”的桂冠还没有被摘下。