適居帶內(nèi)可能(孕育生命)的行星

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最近在這個(gè)頻道上，我們一直在討論液態(tài)水會(huì)不會(huì)不只存在于恒星的適居帶(CHZ)內(nèi)。

如果按照太陽(yáng)系的情況，擁有液態(tài)海洋的冰殼世界在宇宙中應(yīng)該很常見(jiàn)，其中許多世界可能充斥著微生物，復(fù)雜生物，甚至更多。我們也不能忽視適居帶(CHZ), 美麗的地球就置身其中， 而且銀河系中某個(gè)地方一定會(huì)有地球的孿生星球。地球很稀有，但稀有并不意味獨(dú)特，地球的孿生星球上可能也存在生命和文明。不過(guò)適居帶內(nèi)的地球相似體并不一定是唯一一種有生命和液態(tài)水的行星類型。

另一種可能是我們熟悉的，也是在科幻小說(shuō)中經(jīng)常出現(xiàn)的沙漠世界，這種類型中以塔圖因最為著名。我一直很喜歡濕地農(nóng)場(chǎng)，我簡(jiǎn)直可以想像盧卡斯先生在70年代時(shí)問(wèn)自己：“人們?nèi)绾卧谶@樣的星球上謀生？啊哈！濕地耕種！”。這是個(gè)有趣的想法，而且任何使用過(guò)除濕機(jī)的人都知道這也確實(shí)可能，但在沙漠世界上濕地耕種會(huì)是一項(xiàng)極其困難和艱苦的事業(yè)。

這些行星大氣水蒸氣比地球要少得多，濕度濕地得不償失。 雖然確實(shí)并不是件好事情，但說(shuō)來(lái)也怪，至少在某些情況下，這樣的環(huán)境對(duì)生命而言實(shí)際上是有益的。

阿部豐（Yutaka Abe）在2011年發(fā)表的一篇論文中闡述到，低水量會(huì)在兩方面擴(kuò)展行星上的適居區(qū)域。大氣中的水蒸氣較少，溫室效應(yīng)也會(huì)降低。這意味著這類行星即使離恒星較近，它的水份，比如一些湖泊或綠洲泉水，可以留存下來(lái)。而充滿水的世界與恒星的距離則會(huì)變成金星。低水量的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)有很多冰塊，這意味著反射回太空的熱量更少，從而使整個(gè)星球變得更溫暖。對(duì)于這些沙漠世界來(lái)說(shuō)，就意味著宜居的區(qū)域又?jǐn)U大了一些。

此類行星上的生命需要適應(yīng)這些條件，它們可能在地下含水層中或者在涌泉周圍生存。也許植物也可以在這種條件下存活，誰(shuí)知道還有什么也可以呢。

另一種適居帶內(nèi)可能孕育生命的世界則是衛(wèi)星。我們已經(jīng)有系外氣態(tài)巨行星在適居帶內(nèi)的證據(jù)。如果氣態(tài)巨行星的衛(wèi)星很大，比如有地球大小，就會(huì)發(fā)生有趣的事情。衛(wèi)星只有質(zhì)量夠大才能抓住水，它必須能夠通過(guò)自身的引力維持濃厚的大氣層，同時(shí)需要與氣態(tài)巨行星極強(qiáng)的放射性物質(zhì)相抗衡。它可能需要是個(gè)超級(jí)地球，而在氣態(tài)巨行星周圍這也許根本不會(huì)存在。就算這個(gè)宜居的系外衛(wèi)星存在，它將是一個(gè)奇怪的地方。想象一下，如果它擁有潮汐，那么潮汐會(huì)受到附近巨大重力的影響，因?yàn)樗鼛缀蹩隙〞?huì)被氣態(tài)巨行星潮汐鎖定。

而如果它圍繞氣態(tài)巨行星的運(yùn)行軌道較遠(yuǎn)，又位于恒星和該氣態(tài)巨行星的適居帶范圍內(nèi)，那就會(huì)產(chǎn)生其他可能性。不過(guò)也不能太遙遠(yuǎn)，否則繞軌道穩(wěn)定性將成問(wèn)題。無(wú)論如何，潮汐力可能在這樣的世界中發(fā)揮巨大作用。當(dāng)然這也許是一件好事，這使板塊構(gòu)造或行星內(nèi)核的潮汐加熱產(chǎn)生極強(qiáng)的磁場(chǎng)成為可能。同樣的，轉(zhuǎn)軸傾角也可能是重要的問(wèn)題。

我們的月亮調(diào)節(jié)地球轉(zhuǎn)軸傾角，如果沒(méi)有月亮，傾斜角度會(huì)發(fā)生很大變化。我懷疑是否真的會(huì)發(fā)現(xiàn)太多這樣的世界。就算有可能，由于有氣態(tài)巨行星，這類衛(wèi)星上的生命會(huì)面臨艱苦的斗爭(zhēng)。我認(rèn)為，氣態(tài)巨行星附近的生命更可能會(huì)走另一條路，而不是在被潮汐鎖定住的巨大海洋衛(wèi)星上。生命會(huì)存在于宜居外的氣態(tài)巨行星的小衛(wèi)星上。這些小行星含有冰殼，正如歐羅巴和土衛(wèi)二。

恒星適居帶地球相似體的最后一種可能性是某種半休眠的世界。這樣的世界環(huán)境惡劣，對(duì)于生命孕育極為不利，但也并非絕無(wú)可能。我之所以把它包括在內(nèi)，是因?yàn)樵诘厍蛏嫌幸恍┥?，例如緩步?dòng)物，可以通過(guò)休眠在類似的條件下生存。這個(gè)想法源于斯蒂芬· 凱恩（Stephen Kane）和道恩·格利諾（Dawn Gelino）的論文。這類行星會(huì)具有橢圓形的軌道，而軌道的一部分處于宜居帶內(nèi)。這使得行星在凍結(jié)和融化的周期中交替，行星上可能出現(xiàn)的生命也按周期冬眠和蘇醒。很難想象生命會(huì)在那樣的行星上開(kāi)始，但那里確實(shí)提供很多選擇，例如在地?zé)釃娍?，生命可以起源并存活，從那里分支并進(jìn)化出適應(yīng)星球周期性溫度變化的生命。

以上這三種情況都非常復(fù)雜。不過(guò)地球也很復(fù)雜，而我們就在地球上。在下期視頻中，我將把這些更加復(fù)雜化，作為我對(duì)塔圖因的致敬 – 我太喜歡那個(gè)世界的樣子了。我會(huì)問(wèn)：雙子星會(huì)對(duì)繞其運(yùn)行的行星以及行星上的生命有怎么樣的影響？答案令人驚訝，敬請(qǐng)期待。謝謝收聽(tīng)！我是科幻小說(shuō)作家和未來(lái)主義者約翰 邁克爾·戈迪爾（John Michael Godier），我想知道像Tatooine這樣的世界是否可能，還有什么是可能的？比如死星？我不是絕地武士，所以我歡迎我們的新帝國(guó)霸主。

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FY: 行露

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