眼球星上的生命圈

肖恩·雷蒙德

讓我們設(shè)想有一顆適宜居住的行星，它正繞著一顆離我們很遙遠(yuǎn)的恒星運轉(zhuǎn)著。你大概自然而然地把它當(dāng)成另一個地球了，只不過稍有變化：或許云更多一些，覆蓋地表的海洋面積更大一些；或許山脈更高；或許植物不再是綠色而是紅色；或許土著居民也是一副人的樣子，只不過他們斷發(fā)文身，衣著暴露……好吧，但是請先停一停。

你的想象僅是想象，并沒有什么事實根據(jù)。有充分的理由說明，最具孕育生命的潛力、并能被我們探測到的星球，很可能與地球極其不同。相反，這樣的星球更可能看上去像巨大的眼球，并永遠(yuǎn)凝視著它的宿主恒星。

讓我們退一步想想。最易被找到的行星，往往是那些軌道距恒星較近的行星。最理想的情況是，我們能在這樣一個位置找到一顆行星：它的軌道比地球軌道小，它繞轉(zhuǎn)的恒星比太陽暗弱，因此它的溫度與地球溫度差不多。但軌道小也會有相應(yīng)的劣勢，距恒星近的行星受到的潮汐力更強。強潮汐力會改變行星的自轉(zhuǎn)，使行星的傾角趨近于零。這就意味著該行星的赤道與它的軌道平面完全重合，即該行星被潮汐“鎖定”了。正如圖中所示，它朝向恒星的永遠(yuǎn)是同一側(cè)。

如果你站在這樣一顆行星的表面，太陽將固定在太空中的某一個位置。面向恒星的半球永遠(yuǎn)處于白天，而另一半球則是無盡的黑夜。作為兩個半球分界線的那個環(huán)狀地帶，永恒定格在日落景象中，那大概是宇宙中最浪漫的所在了。這個星球上最熱的地方，是正上方對著恒星的那個點（也就是天文學(xué)術(shù)語稱為“星下點”的地方）。地球上最熱的地方在兩條回歸線之間移動，具體在哪一點取決于時間和季節(jié)。而在被潮汐力“鎖定”的行星上，太陽在天空中的位置是固定的，最熱的地方不會轉(zhuǎn)移。如此一來，星球表面必然會有顯而易見的差異：始終固定的最熱點就像眼球的瞳孔。

根據(jù)不同情況，有各種各樣的眼球星。讓我們舉兩個例子：熱眼球星和冷眼球星。熱眼球星位于距恒星較近的軌道上，這使得它總體來說比地球熱。處于白天的一側(cè)烈日炎炎，夜晚的那一側(cè)卻如死亡一般寒冷。日半球上水被煮沸，夜半球上水被凍結(jié)。然而，風(fēng)會將水汽從日半球運送到夜半球，然后被凍起來。這樣，星球上所有的水都被封存在夜半球巨大的冰層之中了。一側(cè)是干燥的日半球，一側(cè)是冰雪覆蓋的夜半球。

但故事并沒有就此結(jié)束。當(dāng)冰層變得足夠厚時，巨大的壓力會使冰層融化。這會導(dǎo)致冰層向地勢較低處流動，就如同地球上的冰川流動一樣。如此一來，熱眼球星夜半球上的厚厚冰蓋延伸開，慢慢朝著日半球流去?？赡軙袔讞l涓涓細(xì)流，流到了有光的地方并且再一次被加熱蒸發(fā)。在這個模型中，有風(fēng)是必備的特征，水汽在夜半球的特定區(qū)域堆積成云。這樣一顆兩側(cè)截然不同的星球，從外表來看真的很像一顆眼球。那些從夜半球流向日半球并最終被蒸發(fā)掉的涓流，看起來像極了眼球上的靜脈。

這樣的熱眼球星能住人嗎？雖然日半球灼熱干旱，夜半球極度寒冷，二者之間的區(qū)域卻剛剛好！我們可以稱之為生命圈——明暗、日夜的交界處，正是這樣一個美妙的所在。生命圈的一側(cè)以沙漠為界，另一側(cè)以冰雪為界。源源不斷的涓流從夜半球流向日半球，這些河流都流向同一方向。太陽永遠(yuǎn)固定在地平線的位置，這是一片永遠(yuǎn)沐浴在陽光下的區(qū)域。而且，生命圈的每一個地方都具有這些特征。你可以想象一下，沿河生長著各種植物，直到這些河流在日半球的某個地方被蒸發(fā)殆盡，植被也隨之匿跡。各種類型的生態(tài)系統(tǒng)都以這種方式在生命圈內(nèi)蔓延。大塊冰蓋的邊緣很可能有山脈，因為冰雪覆蓋的大陸往往被壓得難以移動。

再來說冰眼球星。雖然它的軌道遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱眼球星的軌道，因而熱量供應(yīng)不足，但冰眼球星也同樣被潮汐鎖定著。冰眼球星上一定有更為充足的水分，因為雖然夜半球被冰雪覆蓋，但在星下點的位置上，來自恒星的熱量足夠融化冰雪，同時又不至于將其蒸發(fā)，而是使水分保持在液體狀態(tài)。這實際就是在全球冰雪覆蓋的地形之中的一個大水塘。表層是冰，其下則是海洋覆蓋著的整個星球。這有點像木星的衛(wèi)星歐羅巴，只是在冰殼上有個大洞。

那么，你會想生活在冰眼球星上嗎？水下生物可以在覆蓋整個星球表面的海洋中生存，而地表生物則需要待在星下點位置的那個水塘附近。然而，水塘附近的生存條件是比較極端的：四周一片荒蕪冰冷，同時又有來自恒星的強烈輻射。最佳的生存環(huán)境可能是水塘邊緣的冰蓋，那里顯然有利于兩棲動物的進(jìn)化。

但是，在冰眼球星上生活有一種潛在的危險。假如在某種情況下，星下點位置的那個水塘被凍結(jié)了，它將不太可能會被再次融化。在黑暗條件下，液態(tài)水會吸收射向它的絕大部分光線，但固體的冰會反射光線而不是吸收它們。所以，如果冰眼球星的海洋被凍住了，它從恒星那兒吸收到的能量就會減少很多，從而使整個星球變得更冷。這種反饋會將冰眼球星變成徹底的冰封狀態(tài)，而且是一種不可逆的變化。

熱眼球星和冰眼球星都是極端的例子，但任何一個被潮汐鎖定的行星，其日半球和夜半球都將存在顯著的差異。這些差異有可能源自云層聚集在某一特定的區(qū)域，也可能源自在日半球融化成水的冰，或是在夜半球凍結(jié)成冰的水，又或者是源自其他任何可能的原因。銀河系可能充斥著各種各樣的眼球星！探索地外生命的工作很可能將在這些眼球星上取得開拓性的進(jìn)展。