什麼樣的星球才宜居？關于系外行星宜居性探討　　據英國廣播公司(BBC)網站報道，什麼樣的星球才是宜居的？我們首先想到的當然是水，液態水。以液體狀態存在的水體是地球上生命生存的基礎。 　　不出意外，一定會有人對這樣的觀點提出質疑，他們認為或許生命在其他環境條件下也會出現，甚至是在完全沒有水參與的情況下出現。或許這種觀點不能被完全排除，但請看一看我們的週圍吧——生命在地球上欣欣向榮，而在太陽系其他沒有液態水的星球上卻尚未發現任何生命存在的線索。 　　基于這一事實，讓我們來審視在一顆恆星，比如我們的太陽週圍宜居帶的經典定義，即：行星圍繞恆星運行的軌道距離適中，從而允許水體以液態形式存在的距離範圍。 　　天體物理學家們非常擅長計算一顆恆星的溫度，隨後根據一顆行星與這顆恆星之間的距離，他們就能非常輕易地計算得到這顆行星的所謂平衡溫度。但這樣僅僅考慮距離得到的溫度數值是很容易出現偏差的，因為有很多因素可以影響某顆行星上的實際溫度。 　　溫室氣體 　　如果這顆行星上覆蓋著雲層會如何？雲層會強烈反射陽光，從而導致行星降溫，這樣就會把經典宜居帶定義中的內側邊界向著靠近恆星的方向推移。有趣的是，如果我們計算得到地球的平衡溫度並考慮地球上的雲層覆蓋量，那麼我們就會發現地球實際上是在經典宜居帶範圍之外的！類似的，用相同方法計算得到的金星地表溫度應該是在-10攝氏度左右，但金星地表的實際溫度卻高達450攝氏度！ 　　發生了什麼？ 　　不管是地球還是金星，這兩顆行星的大氣中陡含有溫室氣體，這些氣體造成的溫室效應會在一定程度上提升行星的近地表溫度，從而將經典宜居帶的外側邊界向著遠離恆星的方向推移。這種將雲量以及溫室效應都考慮在內的宜居帶計算方法，相比經典的宜居帶定義方式是一項改進。 　　然而這種更加精確的方法目前並無法被應用到距離遙遠的系外類地行星上去，由于距離太過遙遠，我們無法了解那些系外行星上是否存在雲層或溫室氣體，我們甚至無法確定這些行星是否擁有大氣層！因此，至少在目前的階段，我們根本就沒有辦法斷言某顆系外行星是否就一定是符合這種宜居定義的。 　　什麼是系外行星？ 　　系外行星是指太陽系之外的行星，也就是說圍繞除了太陽之外其他恆星運行的行星。第一顆被發現的系外行星是在1992年，它圍繞一顆脈衝星運行。脈衝星是一類發出強烈電磁輻射的中子星。 　　幾年後，飛馬座51b被發現，這顆系外行星圍繞一顆與太陽相似的恆星運行。借助各種相關技術，截至目前人類已經發現超過1000顆系外行星，另外還有數千顆的疑似目標正等待後續確認。在所有這些系外行星中，有很多是體積較大，與木星或海王星更加類似的類型，並且其中很大一部分都運行在距離恆星非常近的軌道上。這樣的結果引發了有關太陽系形成與演化新觀點的提出。 　　除此之外，你還必須考慮行星圍繞運行的恆星的種類：質量越大，溫度越高的恆星，其週圍宜居帶範圍的位置距離恆星本身就越遠；與之相反，質量小且溫度低的恆星，它們週圍宜居帶的位置距離恆星就要近得多。事實上，對于那些溫度很低，質量非常小的紅矮星，圍繞它們運行的行星上的一年長度大約僅相當于地球上的幾天時間，並且這些行星所能接收到的恆星光熱也非常有限。 　　恆星耀斑 　　但是，圍繞紅矮星運行的行星還面臨著另外一個棘手的問題。那就是紅矮星上發生強烈耀斑的頻率相比太陽這樣的恆星要高得多，這樣的劇烈爆發會釋放出大量的高能粒子流和X射線。考慮到這些行星距離紅矮星的軌道非常近，這種情況下就很可能造成嚴重的後果，

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比如大氣層丟失。強烈的輻射還將對生物體造成不可逆的嚴重損害，

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X射線可以導致水分子分解，從而造成行星地表水體的消亡。很顯然這樣的地方可能並非適合生命生存的地方。據英國《每日郵報》報道，地球上生命是如何誕生的，這是科學家們面對的最大謎團之一。有一種觀點認為，地球上生命的來源很有可能是在外太空。天體生物學家們正在收集證據證明生命可能起源于銀河系中的其他地方，隨後在大約38~40億年前由小行星或彗星將最初的生命物質帶到了地球上。這種理論被稱為胚種論（panspermia）。 　　科 學家們此前已經在彗星上發現了有機物分子以及水冰成分，暗示這類天體有可能觸發了地球上生命的出現。然而，另外一部分人的觀點更加激進，他們認為地外物質 不僅僅是觸發了地球上生命的出現，而是認為生命原本就形成于地球之外，隨後來到了地球，並在地球適宜的環境下演化發展起來。 　　當然，胚種論並非什麼新鮮的理論，它早在1871年就已經被人提出來了。只不過在最近一段時間裡，這項理論正得到越來越多的證據支持。天文學家們發現我們的宇宙中到處都存在著有機化合物成分。 　　從現在的角度來看，盡管仍然缺乏決定性的證據能夠支持胚種論的觀點，這一理論目前也仍然遊離于主流科學的邊緣地帶，但相比以往，這種想法已經不再顯得那麼荒謬可笑。比如，西雅圖華盛頓大學的生物學家皮特·瓦德（Peter Ward）就表示：我認為地球上的生命起源于火星的觀點聽上去很不錯。他進一步指出，如果真的能夠找到證據證明地球上的生命擁有地外起源，這將對目前的科學與宗教思想界產生重大影響。他說：這將是一次沉重打擊。因為現在很多的宗教極端人士堅持認為宇宙中只有一種生命，那就是地球上的生命。 　　在此之前，已經有許多科學家指出，在大約38億年前，當地球上環境條件變得較為適宜時，生命的突然出現似乎顯得有些突兀。而另外一些科學家則進一步猜想在整個銀河系中可能到處都充滿著生命現象。 　　錢德拉·維克拉瑪辛格（Chandra Wickramasinghe）是英國白金漢大學天體物理學教授，也是胚種論觀點的長期支持者。他相信地球與鄰近的其他恆星系統中的行星之間存在著密切的有機物質甚至是生命物質的交換。 　　維克拉瑪辛格教授近期參與發表了幾篇論文，探討的對象是在隕石中發現的疑似有機體化石以及在地球高空大氣中發現的，據他認為是飛過地球附近的彗星所釋放出來的微小的類似藻類的有機體。在接受媒體採訪時，維克拉瑪辛格教授表示：這在過去純粹是猜想，僅僅是一種理論。但現在，我們有了支持它的證據。這個過程非常緩慢，卻正在真實發生。 　　在今年早些時候發表在《天體生物學》雜志上的一篇論文中，

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維克拉瑪辛格教授與同事們闡述了他們對于生命如何抵達地球的一些觀點。他們寫道：近期的研究已經在我們銀河系內的一小片區域內發現了超過900顆系外行星。基于這些結果，理論上可以推算出僅僅在銀河系中，就可能存在著大約1400億 個宜居的行星系統，其中大部分存在于較為暗弱的紅矮星週圍。如果這一估算正確，那就意味著距離地球最近的宜居行星世界可能就存在于幾光年之外。這種相對很 近的行星際距離很容易就能經由行星上逃逸出去的塵埃，碎屑，以及隕石或彗星的方式聯系起來。超出行星系（如我們太陽系）逃逸速度的物體，理論上認為其運行 軌蹟相對鄰近恆星將是一條雙曲線軌道，因此一般來說直接捕獲的可能性是非常低的。然而，由飛過行星附近的彗星等天體釋放出來的微小顆粒，如塵埃，細菌以及 病毒體，盡管同樣擁有雙曲線軌道，但由于質量極小，卻很容易由于空間摩擦作用而減低速度並落入行星大氣，從而將生命的種子播撒開來。 　　簡單一句話來說，

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他們的觀點就是：近距離飛過行星體的彗星是有可能將有機物和分子播撒到行星上的。 　　維克拉瑪辛格教授和他的同事彌爾頓·溫萊特（Milton Wainwright）博士指出，在2013年的英仙座流星雨期間，

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一個高空氣球在地球上空大約26公裡的平流層高度上採集到明顯是某種微型有機體殘骸的細小顆粒。而最近，他們又在這份樣品中發現了一種微小的奇特鈦金屬球，其直徑與人的頭發絲相當，並且外部被一層有機黏性物所包裹。另外，維克拉瑪辛格教授的研究組還對隕石樣品進行了研究，發現其中含有某些奇特的結構，可能是某種微型生物體的化石。 　　但除此之外，胚種論在主流科學界也正在得到一些新證據的支持。僅僅在數十年前，科學家們還認為外星生命的想法不切實際。但現在，美國宇航局的科學家們相信在地球之外發現生命存在的線索只不過是一個時間問題。 　　美國宇航局目前正致力于在火星上搜尋生命蹟象，而歐洲空間局則將目光鎖定在了月球上。後者正構思一項新計劃，在月球表面進行鑽探，

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搜尋可能可以幫助了解地球上生命起源的線索。 　　而美國宇航局的科學家們也已經開展相關實驗，他們計劃將模擬隕石射入太空，然後讓它再次衝入地球大氣層。結果發現DNA以及一些細菌孢子能夠經受住隕石在衝入地球大氣層期間的劇烈摩擦和高熱。 　　此前對于胚種論的一項主要質疑就在于人們認為生命物質將難以在隕石通過行星大氣層期間幸存下來，而這一實驗結果則駁斥了這種觀點。就在上個月，

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一些世界上最頂尖的科學家，包括史蒂芬·霍金教授以及英國皇家天文學家馬丁·裡斯（Martin Rees）一同表達了對一項耗資1億美元的地外生命搜尋計劃的支持。，