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極端生命型態或許可在軌道偏心率很大的系外行星或衛星上生存

天文學家正努力羅列出一個系外行星的「通緝清單」,從表面融化的熾熱行星到冰凍世界,不一而足。當人們持續全力搜尋「藍色圓點(blue dot)」—那些環境特徵與地球類似的系外行星時,有另一個新研究成果卻顯示:生命或許會存在於一些原本天文學家認為怪異、不可能存有生命的星球上。

美國航太總署(NASA)位在加州理工學院內的系外行星科學研究所(Exoplanet Science Institute)科學家Stephen Kane表示:當我們談論一顆適居行星時,通常是在討論一顆能存有液態水的星球。一顆行星和其母恆星的距離必須不近不遠,在恰好的位置上,其表面溫度才得以讓液態水存在。因此,只需計算恆星本身的大小和所散發的熱能,便可估算出這顆恆星周圍液態水可存在的「適居區(habitable zone)」範圍。

Kane和另一位系外行星科學研究所的科學家Dawn Gelino創立了一套稱為「適居區畫廊(Habitable Zone Gallery)」的軟體,可計算已發現具有行星系統的每顆恆星周圍之適居區大小和距離,從中尋找恰好落在適居區內的適居行星。相關論文發表在《天文生物學期刊》Astrobiology中。

並非所有系外行星會與地球軌道一樣,和其母恆星幾乎維持相同的距離。其中一個和天文學家預期不同的研究結果是許多系外行星的軌道是非常橢圓、偏心率很高的軌道,亦即:這些行星的軌道離其母恆星的遠近變化很大。如此一來,這些行星有可能會有一小段時間會待在適居區內,被短暫加熱到水可維持液態的程度,甚至有很短一段時間會被母恆星加熱到很熱的地步,而其他時間則遠離適居區、進入冬季,變成一個冰凍世界。

雖然這些系外行星可能與地球迥異,但仍不能認定它們完全無法讓生命生存。科學家已經在地球上各種極端環境中發現微生物型態的生命,某些微生物可將它們的新陳代謝現象降至0,以便讓它們可在長時間的寒冷環境中存活下去。有些微生物則可在岩石或水的保護下,躲避極端熾熱環境的殘害。甚至有些研究顯示某些地球常見的孢子、細菌和地衣等,也可同時在地球上非常嚴峻的環境和太空的極端環境中生存。

由Kane和Gelino的研究可知,或許恆星周圍的適居區為遠比科學家設想的還大許多,某些對人類而言屬於不友善、無法生存的嚴苛環境,卻是如地衣和細菌之類的極端生物(extremophile)的樂園。地球上的生命可能在地球發展早期就已經開始演化出來,當時的環境可沒現在這麼舒服。

Kane表示:可供生物生存的星球可不見得一定要是行星,如木星般的大型氣體巨行星的衛星也具有這種潛力。宇宙中的氣體巨行星數量不在少數,如果它們都和太陽系中的木星、土星等氣體巨行星一樣的話,那麼所有的氣體巨行星都應該擁有衛星。舉例來說:土星最大的衛星土衛六(Titan,泰坦),雖然擁有非常濃厚的大氣層,但距離太陽太遠,使其表面溫度對已知生命型態而言太寒冷;但如果將土衛六移到離太陽近一些的地方,則土衛六表面將可含有大量水蒸氣,成為生物嗜愛的環境。

現行科學家對已發現的系外行星中,何者應為適居行星,其實是有限制與盲點的。其實現階段的科技很難真正瞭解這些遙遠系外行星,因為我們無法取得它們真實的大氣層狀態。例如:地球和金星的大氣都具有「溫室效應」,但金星幾乎控制不住的溫室效應,卻使金星成為太陽系中除了太陽之外,表面溫度最高的地方,和地球現狀迥異。和太陽系不同的其他行星系統,自然也很難精確的瞭解一顆適合生命生存的衛星,或是軌道偏心率很大的行星,到底會是什麼模樣。

儘管如此,Kane等人的研究仍顯示我們銀河系中可能存在各種不同的適居世界,不是只有長得像地球的行星才能適合生物生存。Kane等人目前正努力找出已知系外行星中,哪些行星可能適合極端生物存在,或是它們可能擁有適居衛星。由於目前已知軌道極為橢圓的的氣體巨行星數量不少,或許不久的將來便可在這些天文學家原本排除在外的世界中發現驚喜。

資料來源:Extreme Life Forms Might be Able to Survive on Eccentric Exoplanets. NASA JPL [September 11, 2012]

轉載自 網路天文館

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