打开外星生命的钥匙在哪儿

2024-08-02 00:00:00尹丹
知识窗 2024年7期

在浩瀚的宇宙银河系里是否有生命的存在?这是长久以来困扰人类的谜题。最近,自然灾害频发,人类更想找到除了地球以外有生命存在的地方。

那么,打开外星生命的钥匙在哪儿?

陆地,无疑是打开外行星生命的钥匙。

影响外太空星球宜居性的要素有很多,包括星体物质组成成分、表面温度、大气成分及接收恒星的辐射量等。如今,加拿大多伦多大学的一项研究提出另一个影响外太空星球的宜居性要素:行星上的陆地位置和陆地总量。

人们常说水是生命之源,所以我们一直认为生命体大多诞生在水的世界中。天文学家表示,绕恒星运行的系外行星有一个显著标志——大概率地表层有水存在。这些星球的水资源分布情况并不一定总和地球类似,每颗行星的水含量变化各不相同。比如,地球表面约有71%的面积被水覆盖,一些系外行星可能也被广阔的深海覆盖,而另一些系外行星可能仅有湖泊点缀,当然有些系外行星可能全部被海洋覆盖。

此外,还有一些行星被其环绕的恒星潮汐锁定。行星有一面一直朝向主恒星,就像月球只有一面朝着地球一样。这种现象会导致行星难以维持气候平衡,因为从理论上来说,行星大气层和海洋会对白昼侧和黑夜侧接收到的恒星能量进行重新分配,而对于一颗潮汐锁定行星来说,热能主要停留在面朝恒星的那一侧。

多伦多大学的研究人员设计出一个全新的三维气候模型——外星气候模拟器。该模型模拟了岩质类地行星两种不同的白昼侧场景。这两种场景布局基本完全相反:在一种场景下,行星白昼侧有被海洋包围的圆形陆地;在另一种场景下,行星白昼侧有被陆地包围的圆形海洋。这便是假想的“眼球星球”,一种白昼侧中心有海洋或其他显著地理特征的潮汐锁定行星。

在上述两种场景模型中,研究人员均会对圆形区域的大小进行调整,以便更好地显示可用土地的占比变化对行星整体气候的影响。研究人员还研究了在不同的陆地分布情况下,行星白昼侧的净降水量、云量和表面温度的变化。

行星表面的情况会显著影响其气候和宜居性。研究人员在84120a4fabd404518589ff140ea5d4bd两种完全相反且极端的大陆分布情况下,使用外星气候模拟器系统地改变一个同步旋转的温带岩质行星白昼侧的土地覆盖情况。结果如何呢?研究表明,陆地位置和陆地总量的确能显著影响行星气候。

如果一个行星在白昼侧拥有相似的陆地总量,但布局相反,即一种是海洋包围陆地,另一种是陆地包围海洋,那么行星地表平均温差能达20℃,液态海洋面积和大气水蒸气含量呈正相关。正如科研人员所料,如果一颗行星有更多的陆地,则白昼侧气候会更加炎热干燥,云层和降雨也会限制在较小的中部区域内。

陆地的位置和总量在行星潜在可居住性中扮演着至关重要的角色,而一颗行星越适宜居住,那么有生命栖息于此的机会也就越大。外星气候模拟器论证了类地行星上的陆地情况对其气候有着巨大影响,有助于天文学家在借助詹姆斯·韦伯空间望远镜等仪器观测行星时,更好地诠释他们看到的景象。

人类从未停止探寻外星的脚步,虽然这条探索之路异常艰难,但是天文学者必将前仆后继,因为他们知道这条探寻之路也许就是人类数千万年以后的生存之路。