超級地球富氫環境支持人類生存？宜居性的理由原因如何？氫和氦如何在其上儲存？

圖爲富含氫氣和氦氣的“超級地球”，表層因此儲有液態水。

（圖源：蒂博·羅傑）

一項新的研究發現，氫氣和氧氣將外星球岩石層牢牢包圍而形成的環境，正是我們人類一直以來的認知中生命依存的關鍵條件——適宜的氣溫以及水源。

在地球上，水是生命之源。正因如此，對外星生命的研究常聚焦于誰的地盤上有適宜的溫度來儲存液態水，也就是天文學家稱之爲“適于居住”的必要條件。除這一前提外，科學家們對外星球需要和地球有哪些地方相似才能夠孕育生命還持不確定意見。

以往對外星球的研究表明，大多數行星的系統都與我們的不同。就拿超級地球爲例——這顆質量高達地球十倍的岩石行星——雖然看起來是和我們的太陽系完全脫節卻在屬于他自己的系統下顯得普通平常。

“我們觀測到的系外行星與我們太陽系的行星截然不同，這是一個很好的證據，因此我們能在可居住性上持開箱即用的思考。”研究的首席作者瑪麗特·莫爾·盧斯，蘇黎世大學系外行星研究專家告訴“太空”網站。

在這項新的研究中，學者就超級地球對生命的支持程度展開研究調查。到現在爲止，天文學家僅僅檢測到超級地球靠近那些最容易看見的星體進行繞軌運行。不過根據先前的行星形成計算機模型表明，許多超級地球的軌道事實上可能遠離星體。

超級地球與其恒星的遙遠距離也許是能夠保存氫氣和氦氣的原因，在它們年輕的時候就組建了大多數行星系。同時，氫和氦形成了宇宙中99.9%的已知常見物質；來自某個星體的高溫會在任何超級地球靠近時蒸發掉這些氣體，反之遠離星體的超級地球則會保留這種原始氣氛。

在另一項新的研究中，學者調查發現超級地球是否包含這些氣體可證明其是否適宜居住。科學家還指出，如果某一星體的氣體足夠多，它的氫就可以提供形成溫室氣體的成分，並能從遙遠的恒星捕獲熱量。

科學家用電腦模擬了超級地球在一到十倍的太陽質量和富含氫和氦的大氣，遙遠的繞軌類太陽行星在一到一百倍的天文單位。（一個天文單位即地球到太陽的平均距離，大約九千三百萬米，或一點五億千米。）

專家們發現超級地球在超過兩個天文單位可在表面保持適宜溫度和液體水超過五十到八十億年。這樣的發現表明：“當我們在調查別的星球的可居住情況時，我們也需要考慮外來的居住地”莫爾·盧斯這樣說。

這些超級地球哪怕變得“異常”也能提供生存條件——也就是說，漫遊在浩渺的宇宙中而無與其他行星的聯系。近期的研究表明發現，自由漫遊的星體或許是一種普遍存在的現象。新的研究表面，很多異常的超級地球被籠罩在氫和氦中，在它們自身形成之後，過高的溫度並不適合去儲存液體水，但是對于這些自由漫遊並且質量超過地球五倍的星球來說，如果它們有超過地球10000倍的大氣含量，最終冷卻下來能夠儲存液體水超500億年的時間。

然而，別癡心妄想著你能在這些星球的表面隨心地漫步。這些新世界的大氣需要100到1000倍的地球的厚度， 導致“大約100甚至1000倍的壓力在地球的表面上，”莫爾·盧斯說。“它們和我們在深海裏找到的東西差不多。”

除此之外，這些星球由于離它們的恒星過于遙遠，表面可能只接收得到微乎其微的陽光。正因如此，任何生命能夠在這樣的世界進化的可能性必須依靠于能量來源而不是陽光——比如說化學反應就是一個，科學家指出。

“如果生命能在這樣的星球上存活，確實是一個值得思考的重要問題，同時我們知之甚少的處境又帶來了許多困難，”莫爾·盧斯說，“可能有生命體在我們所研究類似地球上極端環境的星球存活著，我們並不認爲這是天方夜譚。不過再次提醒，許多問題還仍等待著探索解決。”

科學家在雜志《自然天文學》上進一步詳細地闡釋了他們的發現。

BY:Charles Q. Choi

FY:老羊

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