07.26 兩個“太陽”下的 生存之道

尋找外星生命的新目標

有個“后羿射日”的神話故事,說的是天上原先有10個太陽,是東方天帝的10個兒子,後來被一個叫后羿的神箭手射死9個,現在天上只剩下1個太陽。

两个“太阳”下的 生存之道

這個神話想象力豐富,但也反映出先民們的一個愚見,他們以為天上多一個或者少一個太陽是像加減一樣簡單的事情:無非多一個太陽,地上更熱,少一個更涼。但是倘若我們吹毛求疵,按現代天文學的眼光來看,那事情遠非那麼簡單。

眾所周知,地球以近乎圓形的軌道繞太陽公轉。想像一下,倘若天上有10個太陽,地球一下子要同時繞10個太陽公轉,那會是什麼情景?很可能壓根兒就不存在一條穩定的軌道可供地球運動,地球一下子就栽進某個太陽裡去了。即使存在,這條軌道想必也奇形怪狀,地球就好比走迷宮一樣。而且,隨著地球與這10個太陽的距離不斷地變化,地表的氣候勢必也將像萬花筒般變化,根本不適合人類生存。

10個太陽的情景太難想像了,還是讓我們只設想一下2個太陽的情景吧,這類星系在天文學上叫“雙星系”,在宇宙中並非罕見。

在星系中,多數恆星生來就是成雙成對出現的。還在不久前,天文學家認為,兩顆恆星周圍由於引力場太複雜,如果有行星,也不可能穩定存在。

但現在這一觀點受到挑戰。在不同的雙星系中,人們已經發現了十數顆行星,有幾顆行星甚至出現在有可能存在液態水的適宜居住帶上。這說明,我們不能像先前一樣簡單地認為雙星系不適合生命棲居而漠視它們。考慮到雙星系在宇宙中很普遍,這為尋找外星生命提供了一片廣闊的天地。

两个“太阳”下的 生存之道

不適宜居住的雙星系

由於計算上的困難,先前的模型只考慮一種相對簡單的雙星系統:在這個系統中,一顆恆星大,一顆恆星小,行星只圍繞大的那一顆恆星公轉,另一顆恆星則遠在幾光年之外。

如此一來,就行星而言,可以簡化為一個擁有單一恆星的世界,就像我們的太陽系一樣。只有在考慮這顆行星能否適宜生命居住時,才需要考慮另一顆恆星的影響。

那麼,在此情況下,另一顆恆星會對行星造成什麼樣的影響呢?

我們不妨先來看看太陽系的情況。眾所周知,太陽系的最外圍是著名的奧爾特雲。這裡的天體不僅受太陽引力的牽制(儘管很微弱),還最容易受那些與太陽系擦肩而過的過路恆星的影響。這就使得它們中的一些,也就是我們所謂的彗星,以極扁的橢圓軌道不時闖入內太陽系。而且這些闖入的彗星,在奧爾特雲裡應該屬於相對較大的天體,因為天體越大,受過路恆星引力的影響也越大,越容易偏離自己原先的軌道,做出“極端”的行為來。所幸它們只是一些彗星!

而在一個擁有兩顆一大一小恆星的雙星系統中,又會怎樣呢?那麼很可能,在我們太陽系中扮演彗星角色的天體,就是那另一顆較小的恆星。如果它受過路恆星引力的影響而闖進內層的空間來的話,那後果不堪設想。首先,圍繞那顆大恆星轉的行星很可能在闖進來的小恆星的拉拽下脫離軌道;其次,即使行星運動沒受太大影響,但溫度必將發生急劇的變化,這跟天上突然出現一個太陽的效果是一樣的。

正是基於這種設想,所以天文學家過去認為此類雙星系不適合外星生命棲居。

雙星系也可能有生命

但是前面指的只是擁有一大一小兩顆恆星的雙星系,如果這兩顆恆星大小基本相等,情況又如何呢?最近,美國加州理工大學的兩位天文學家對這種情況進行了計算機模擬。

首先,在兩顆恆星大小基本相等的情況下,單獨的任何一顆都不大容易受過路恆星的影響。過路恆星只會影響整個系統的運動,但不會對系統的內部環境造成威脅。這跟你撞了一下一個啞鈴,它只會作為整體滾動一下,但不會出現兩邊的鐵球彼此靠近的情況一樣。

其次,他們發現,這類雙星系比原先想像的要更適宜居住。兩位天文學家計算了兩顆恆星周圍空間每一點的光照情況,以尋找出其適宜居住帶的範圍。我們知道,對於單一恆星系統,比如太陽系,適宜居住帶是一個圓環帶,但是在這種雙星系統中,形狀就不太規則了,看起來像花生。這種系統裡的行星,其軌道時而落在適宜居住帶上,時而又不在適宜居住帶上。換句話說,行星將會在適宜居住帶上進進出出。結果是,如果行星上有水,那麼一年內凍了又化,化了又凍,氣候變化也比地球要狂野得多。倘若上面存在生命,那它們必須具有極強的本領來適應迅速而極端的氣候變化。

但要是行星上存在海洋,情況就會好一些。比起陸地上的忽冷忽熱,海水溫度變化要緩慢得多,所以生活在海洋裡的外星生物可以免遭急劇變化的氣候影響。在這種情況下,海洋對於生命就好像保溫毯一樣。說不定在這種行星的海洋裡,生活著我們到處尋覓的外星人哩。


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