事實證明,一顆沒有恆星的行星也可能存在生命!

長久以來,適宜的距離一直是描述一顆行星離它的恆星有多遠才能維持生命的規則。但一項新的研究挑戰了這個理論。研究人員計算,如果一顆行星不是通過星光而是通過放射性衰變加熱,它的表面也是可以保持水和其他液體的。他們推測,這為許多行星——甚至是不依附於恆星的自由漂浮的世界——擁有生命提供了可能性。換句話說,一顆沒有恆星的行星也可能適宜居住!

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我們知道放射性同位素如鈾-238、釷-232和鉀-40會在地殼和地幔中分佈。當這些不穩定的放射性核素衰變時,它們會產生少量的能量,這些能量大約是來自太陽的能量的三萬分之一。但研究人員現在提出,一些行星,特別是那些在我們銀河系中心附近形成的行星,可能擁有足夠的放射性同位素來產生足夠的熱量,使它們的表面不會完全凍結成固體。

佛羅里達理工學院的天體生物學家勒布和馬納斯維林加姆研究了一顆沒有太陽的行星的三種熱源:包括其形成過程中留下的熱量,數十億年來長壽命同位素的放射性衰變,以及數十萬年來短命同位素的放射性衰變。然後,他們模擬了具有不同質量和放射性核素丰度的行星的表面溫度,以確定太陽系中發現的水、氨和乙烷三種溶劑是否可以作為液體存在。

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林格曼和洛布在《天體物理學雜誌通訊》上發表的報告稱,要使一個星球變暖到足以使水液化,需要的兩種放射性同位素的丰度大約是地球的1000倍。林格曼和洛布發現,與地球質量相同,但放射性核素含量大約是地球的100倍的行星會釋放出足夠的熱量,使乙烷在數億年內保持液態。林格曼和洛布估計,這些世界的輻射水平將比1986年烏克蘭核災難後切爾諾貝利居民經歷的時間平均劑量高出數百倍。

多細胞生物不太可能在這樣的輻射下存活,林格曼說。但是地球上一些最極端的微生物可能會存活。例如,耐輻射球菌,一種高度耐輻射的細菌,就可以很好地存活。

那麼問題來了,一個星球能積聚這麼多的放射性核素嗎?

這是關鍵問題,因為這樣的世界,如果它們存在於我們自己的星系中,很可能會誕生在銀河系的中心附近。這是因為像鈾和釷這樣的重元素被認為是在中子星之間的碰撞中產生的,而這樣的碰撞更有可能發生在銀河系密集擁擠的中心。

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但牛津大學的行星科學家蒂姆·利希滕貝格(Tim Lichtenberg)說,發現這樣一顆行星是意料之外的收穫,因為它與我們太陽系的其他行星如此不同。

如果其中一個行星確實存在,計劃於2021年發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)或許能夠通過它發出的輻射發現它。但根據林格姆和勒布的計算,一臺望遠鏡的攝像機需要大約10天的時間才能探測到這種信號,而這種信號在紅外線中最強烈。根據地球的年齡、放射性核素的丰度和質量,對輻射的估計可能會有很大的不同。

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