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宜居星球指南

生活 更新时间:2025-01-15 15:11:58

話說,一直以來人類就對“尋找外星人”充滿了好奇心。其實尋找“類地行星”和“找尋外星人”的工作是很相似的。說白了,都是在找高等智慧生物可以生存的地方。通過仔細的研究,科學家發現,能有這麼一顆地球真的很不容易。

今天我就來和你好好聊一聊:一個宜居行星到底需要具備哪些條件?

宜居帶

天文學上有個“宜居帶”的概念,指的是在這個範圍内,就可能存在智慧生命,或者說具備人類生存的條件。比如:銀河系,不可以靠的中心太近,因為都是大質量天體,産生的高能射線太多,對生命有很大的威脅。也不能太遠,因為太遠就很難會有重元素的存在。

宜居星球指南(宜居星球應該具備哪些條件)1

再比如:在太陽系中,地球其實就在宜居帶當中。

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恒星的大小不同,其實宜居帶也就不同。

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但是生物從簡單到複雜,其實需要曆經一個過程,地球花了接近30多億年才做到。也就是說,對于高等智慧生物來說,一個穩定的恒星很重要,并且它能持續相當長的時間。太陽就是一個很好的例子,它的穩定時間可以長達100億年左右。

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如果恒星太大了,壽命很短,沒多久就消耗殆盡了。恒星太小,壽命是長了,但是輻射量很小,導緻宜居帶内的行星就得挨着很近,這樣就很有可能被潮汐鎖定。我們的月球其實就被地球潮汐鎖定了。

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試想一下,如果地球是個太陽,月球朝着地球的那面得有多熱?同理,一個行星始終一面朝向恒星,一面始終黑暗,那也沒辦法孕育智慧生命。

那究竟該多大呢?

其實科學家給恒星分過級,也就是著名的MK分類系統,

恒星按表面溫度從高到低大緻對應于質量從大到小被分為O、B、A、F、G、 K、M 七大類,每一大類又按表面溫度從高到低分為從0到9十小類。

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科學家發現,

1,如果比F0更大的恒星就因為壽命太短,沒辦法保證高等生命所需的數十億年的漫長演化。

2,比K5更小的恒星,就很有可能讓宜居帶的行星陷入“潮汐鎖定”的麻煩。

所以,隻有介于F0~K5的恒星才适合高等生命的生存,而太陽是G2,正好介于這其中。

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圖片來源:easynight

月球

除了合适的恒星和宜居帶,有一顆大質量的衛星也很重要。地球如果沒有月球,也照樣會轉,隻不過會像陀螺那樣轉,總是亂晃,而且程度要遠比陀螺還厲害,這很有可能造成四季的變化消失,地球的氣候會變得非常惡劣,每幾十萬年發生一次大的周期性變化,還會導緻常常出現極晝或者極夜的現象,這些都很不利于演化出智慧生命。

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而且,按照目前科學家的理論,地球形成之初,有一顆小行星忒亞撞到了地球上。

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這顆小行星把地球的自轉軸給撞歪了,這才有了我們現在的四季。而殘餘的碎片最終形成了我們現在的月球。所以,地球的自轉和月球有密切的聯系。

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木星的守護

其次,要保證地球生命的演化,就得保證不發生大規模的滅絕,那地球就不能常常被隕石和小行星砸到,但是我們要知道的是,火星外圍就有一圈的小行星帶,它們是很有可能砸到地球上的。而事實上,這個頻率特别低。

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這是因為木星恰好在小行星帶附近,它通過自身的引力,約束住了小行星帶的軌迹,使得這些小行星沒對地球造成很大的威脅。

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所以,一顆類地行星附近要有一顆不至于把它俘獲為衛星的大行星,并且這顆行星能夠保護它不受到小行星和隕石的撞擊。

地球自身的條件

但打鐵還需自身硬,外界條件再好,自己不給力也不行的。一顆類地行星最重要的是要有液态水、合适大氣層還有地磁場。

但是要有液态水,就得保證地表的溫度不能總是超過100℃或低于0℃。其次就是地球有合适的引力,保證這些水跑到外太空去。

而大氣層一定要穩定,因為有了大氣層,就能鎖住溫度,不會使得熱量散失。所以,地球上的晝夜溫差其實很小。在太陽系中,其他行星包括月亮,其實晝夜溫差都達到上百攝氏度,這其實很不利于生物的生存。

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火星其實就是一個反例,它的大氣層隻有地球的1/10,所以,火星的内核徹底涼透了,并且晝夜溫差極其大。

我還要知道的是宇宙射線對于生命是很有威脅的,大氣層的存在可以抵禦宇宙射線。

最早起的地球大氣層其實是沒有臭氧的,當時的生命都躲在海洋裡,直到後來藍藻的出現,通過光合作用改變的大氣層的成分,有了臭氧層,可以抵禦太陽的紫外線,這時海洋裡的生物才陸續地上了陸地。

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最後,類地行星還需要合适的磁場,因為恒星就向行星吹來帶電的物質,如果均勻地分布到整個行星上,那對于生命來說打擊是緻命的。

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而磁場的存在,可以把這些帶電物質導去兩極。

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很多人喜歡的極光其實就是由太陽吹來的帶電物質引起的。

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如果沒有地磁場,直接讓這些帶電物質吹到地球上,那地球上的生物就會在團滅。

一個合格的類地行星

所以,其實能夠誕生類地行星的條件還是非常苛刻的,這需要

1,合适并且穩定的恒星

2,合适的衛星

3,大行星的保護

4,液态水

5,穩定的大氣層

6,地磁場

這也被稱為稀有地球理論,是一派科學家的觀點,也是尋找地外生命的一個重要的參考。但還是有很多科學家吐槽這個理論,其核心的原因其實是:樣本太少了

我們其實就知道一個地球孕育了高等生命,所以在尋找外太空生命和宜居行星時,就會參考目前已有的樣本,也就是地球。但是宇宙之大,一定是這樣的行星才能孕育出高等生命麼?

其實我們目前還未可知。

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