當人們發(fā)現(xiàn)巖態(tài)類地行星在離我們最近的一些恒星宜居帶中運行時，人們對系外行星的興奮程度直線上升，直到高水平的輻射轟擊這些行星，生命的希望破滅。比鄰星b距地球只有4.24光年，它受到x射線輻射是地球的250倍，在其表面可能會經(jīng)歷致命的紫外線輻射。

生命怎么能在這樣的轟炸中存活下來呢？康奈爾大學的天文學家說，生命可能已經(jīng)在這種猛烈的輻射下存活了下來。Lisa?Kaltenegger和Jack?O'Malley-James在發(fā)表于《皇家天文學會月刊》上的一篇新論文中提出了他們的證據(jù)觀點。

博科園：柯廷格是康奈爾大學卡爾薩根研究所的天文學副教授和所長，奧馬利-詹姆斯是該研究所的研究員。今天地球上所有的生命都是由那些在比Proxima-b（比鄰星b）和其他附近系外行星目前承受的更強紫外線攻擊下繁衍生息的生物進化而來。40億年前的地球是一片混亂、輻射、熾熱的混沌。然而，盡管如此，生命還是在某種程度上獲得了立足點，然后得到了擴展。Kaltenegger和O'Malley-James認為，同樣的事情可能正在一些離我們最近的系外行星上發(fā)生。

研究人員模擬了離地球最近的四顆可能適宜居住系外行星表面紫外線環(huán)境：Proxima-b（比鄰星b）、TRAPPIST-1e、Ross-128b和LHS-1140b。這些行星圍繞小紅矮星運行，與我們的太陽不同，這些小紅矮星經(jīng)常耀斑，使它們的行星沐浴在高能紫外線輻射中。雖然目前還不清楚圍繞這些燃燒的恒星運行行星表面究竟存在何種情況，但我們知道，這種耀斑具有生物學上的破壞性，可以導致行星大氣的侵蝕。高水平的輻射會導致像核酸這樣的生物分子發(fā)生變異，甚至關閉。

O'Malley-James和Kaltenegger對不同的大氣成分進行了建模，從類似于今天地球的大氣，到“被侵蝕”和“缺氧”的大氣，這些大氣非常稀薄，不能很好地阻擋紫外線輻射，而這些大氣又沒有臭氧的保護。模型顯示，隨著大氣稀薄和臭氧水平下降，更多的高能紫外線輻射到達地面。研究人員將這些模型與地球從近40億年前到今天的歷史進行了比較。雖然模擬行星接收到的紫外線輻射比我們今天太陽發(fā)出的要高，但這明顯低于39億年前地球接收到的紫外線輻射?？紤]到早期地球上有人居住，研究人員表示：

我們的研究表明，紫外線輻射不應該成為M星行星宜居性的限制因素，最近的鄰近星球仍然是尋找太陽系外生命的有趣目標。另一個相反的問題出現(xiàn)在圍繞非活動M星運行的行星上，這些行星的輻射通量特別低：生命進化是否需要早期地球的高水平輻射？為了判斷不同輻射涌入率的星球是否適合居住，研究人員評估了嗜極微生物耐輻射球菌(Deinococcus?radiodurans)在不同紫外線波長下的死亡率。并不是所有波長紫外線輻射對生物分子的傷害都是一樣：例如，360納米的紫外線輻射劑量需要比260納米輻射劑量高三個數(shù)量級，才能使這種生物種群產(chǎn)生類似的死亡率。

研究人員指出，地球上的許多生物都采用生存策略（包括保護色素、生物熒光，以及生活在土壤、水或巖石下）來應對可能被其他星球上的生物模擬高水平輻射。如果沒有望遠鏡能夠探測到的那種大氣生物特征，在遙遠的行星上發(fā)現(xiàn)地下生命將會更加困難。O'Malley-James說：地球上生命的歷史為我們提供了豐富信息，關于生物學如何克服我們認為是敵對的環(huán)境的挑戰(zhàn)。研究表明，在尋找其他星球上的生命時，離地球最近星球是值得探索的迷人目標。

博科園-科學科普｜研究/來自:?康奈爾大學

參考期刊文獻:《皇家天文學會月刊》

DOI:?10.1093/mnras/stz724

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