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生命或可在星际间传播

2018-10-23 09:29来源:中国科学报

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  本报讯去年,当一颗美式足球场大小的雪茄形天体Oumuamua进入太阳系时,它并非仅仅让人们第一次看到了一块星际岩石。根据一项新的研究,这也支持了太空岩石通过在遥远的恒星系统之间运送微生物,从而在星际间传播生命的可能性。

  “生命可能会在几千光年之外发生交换。”美国马萨诸塞州剑桥市哈佛—史密森天体物理学中心博士后Idan Ginsburg说。

  这个被称为有生源论的想法已经存在了几个世纪。一些天文学家甚至推测,地球上的生命是由微生物播种留下的,而这些微生物则是搭上了太阳系中另一个存在生命的世界喷射出的碎片的便车,例如来自火星的陨石。但生命来自星际空间似乎是不可能的。

  以如今在印第安纳州拉斐特市普渡大学的行星科学家H. Jay Melosh于2003年进行的计算机模拟为例。分析显示,大约有1/3的脱离地球的陨石最终被赶出了太阳系,而这多亏了木星或土星的帮助,但这个过程耗费了数百万年甚至上千万年的时间——即使最顽强的细菌或孢子也要长时间暴露在真空和充满辐射的太空中。Melosh发现,几乎没有陨石会被某个遥远的星系所俘获。

  如果接收系统是双星,那么前景就会有所改善,因为双星的引力场比太阳系更为复杂。然而,任何善于捕捉的系统同时都善于喷射,这意味着来自另一个系统的星际“难民”更有可能在星际“热土豆游戏”中被驱逐出去,而不是定居在某一个好客的世界里。

  Oumuamua为银河系有生源论提供了新的希望。

  在这项新的研究中,Ginsburg与同样来自哈佛—史密森天体物理学中心的天体物理学家Manasvi Lingam和Abraham Loeb一起计算了天体将生命送到外星世界的几率。

  研究小组在上周发表于arXiv和即将发表于《天文学杂志》的一篇论文中估计,像半人马座阿尔法星这样的双星每年会捕获几千块与Oumuamua大小相当的陨石,而我们的太阳系可能会在一个世纪内捕获一块。

  然后,研究人员将这个捕获率乘以一个星际天体在其携带的任何微生物全部死亡之前遇到的恒星数量。如果这些移动的天体——比如Oumuamua——以每秒钟26公里的速度穿过星际空间,那么其中的1000万颗天体将在100万年内在银河系中的某个地方被捕获。Ginsburg表示:“如果你把整个银河系看作一个整体,你就会认为这种事情经常发生。”

  宾夕法尼亚州立大学天文学家Jason Wright说,这个分析是有价值的——“从合理的数字来看,这表明行星和小行星经常在恒星之间交换。”

  但普林斯顿大学天文学家Ed Turner说,作者可能对Oumuamua这个例子解读得太多了。“对于一个事后评估的事件,你无法写出严格的数学论证。”他说。

  即使我们的星系中充满了像Oumuamua一样的天体,它们也不太可能是有生源论的载体。Melosh指出,Oumuamua太大了,无法从寄居的星球上被驱逐出去。

  尽管如此,Loeb说,更多的数据可能会确定银河有生源论的可能性,更多的星际闯入者的发现将会证明它们的广泛性。并且他指出对其他星球上的生命的探测将会显示是否存在这样一种倾向,就像生命会在一个地方产生,并通过有生源论传播到其他地方。如果是这样,Loeb说,整个银河系在生物学上可能会被认为是相互联系的,它的巨大距离能够被巨大的时间跨度和大量准备穿越太空的天体所抵消。

  之前对Oumuamua的研究表明这可能是一颗冰冷的彗星,而不是一颗由岩石构成的小行星。新的测量方法帮助确认了这个星际闯入者的成分,同时也为研究人员在太阳系中寻找类似的天体提供了帮助。对Oumuamua轨道的仔细观察显示,随着其在太空中穿行,该天体正在以比预期更快的速度被推向远离太阳的方向。那可能是冰——在加热后会向太空中喷射气体。而这一过程恰恰是彗星,而不是小行星的特征,尽管Oumuamua从来没有展示过伴随大多数彗星的由气体和尘埃构成的“光辉”的尾巴 。(赵熙熙)

  相关论文信息:DOI:10.1126/science.aav7396

  《中国科学报》 (2018-10-18 第2版 国际)

[责编:毕孝斌]

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