李木子
長期以來,人們只會根據(jù)生命在地球上進化的形式想象外星人長什么樣,但大家都知道,地球位于太陽系的宜居帶,它與太陽距離適中,溫度適宜,表面能維持一個液態(tài)海洋。
但在銀河系中,80%的恒星都是紅矮星,這類恒星的質(zhì)量通常不會超過太陽的三分之一,釋放的光能、熱能非常弱,如果一顆行星要想維持表面的液態(tài)水,就得離紅矮星非常近,只有這樣,才能從恒星那兒得到足夠的熱量。然而,離紅矮星距離近也會導致一個嚴重的后果,這些星球會受到強烈的紫外線輻射和高能帶電粒子轟擊,行星的大氣會被吹跑,強烈的紫外線猶如消毒劑一樣,會殺死行星地表的所有生命。如果這些行星上存在生命,該如何應對呢?
一些人可能會回答到:“外星生命可以選擇生活在地下或者水下來躲避輻射!”當然這不失一種應對策略,其實科學家還提出別的躲避輻射的辦法,美國康奈爾大學研究者就提出了一種可能,那就是它們可以發(fā)光來對抗輻射。
在地球上,生物發(fā)光現(xiàn)象并不罕見。80%的海洋生物都是發(fā)光生物。有的生物借助自身細胞的生化反應發(fā)出冷光。其他的生物則可以借助環(huán)境,比如反射太陽光,或者是靠共生細菌讓自己發(fā)光。一般,生物發(fā)光的主要作用是吸引獵物、驅(qū)除敵人或者是吸引遠處的異性,但還有一些生物可以利用發(fā)光機制來“防曬”。
比如,某些種類的珊瑚,由于生活在淺水區(qū),日照異常強烈,為了免受紫外線輻射的損害,其碳酸鈣外骨骼內(nèi)含有特殊的熒光蛋白質(zhì),這種物質(zhì)猶如防曬霜,能將陽光中的高能量光子(紫外線或藍色光),迅速轉(zhuǎn)換成能量不大、對身體組織傷害不大的可見光。蝎子、蜘蛛,以及其他一些生物在暴露于紫外線下時也會發(fā)出熒光。這說明生物熒光“防曬”機制在地球上已經(jīng)有過多次獨立演化。
類似的,如果外星生命生活在一個高輻射環(huán)境中,它們也有可能采取發(fā)光的方式,來減少紫外線對其造成的損害,這些發(fā)光生物不一定是珊瑚,也可能是微生物或其它長相非常奇特的生物。如果它們分布的范圍足夠大,就能讓行星的顏色產(chǎn)生巨變。那么,這樣的星球會長什么樣呢?
康奈爾大學的研究者們利用計算機模擬了一個發(fā)著熒光的外星球生物圈。在模型中,一顆位于宜居帶的行星繞著爆發(fā)強烈耀斑的紅矮星旋轉(zhuǎn),其大氣狀況被設定為與地球類似,但其植物、生物、海洋里的微生物都散發(fā)著類似珊瑚礁的熒光,顯得異常明亮,整個星球閃爍著迷人的光彩。
假設外星生命真的能發(fā)光,那么,我們就有機會觀測到。因為,當紅矮星爆發(fā)耀斑,紫外線輻射過強時,外星生命會借助發(fā)光來阻擋輻射的傷害,而一旦輻射的危險消失,為了節(jié)省能量,它們也將停止發(fā)光。所以,觀測一顆行星在恒星耀斑爆發(fā)期間光譜發(fā)生的變化,也許可以成為探索這顆星球是否有外星生命的線索之一。
不過,現(xiàn)在的望遠鏡還不夠靈敏,沒法將行星自身的反射光與微弱的生物熒光區(qū)分開來,科學家們也還不知道如何區(qū)分礦物質(zhì)發(fā)出的熒光與生物熒光,但在未來,較大的望遠鏡和更先進的天文觀測技術,或許能幫助我們識別出在黑暗的太空中閃爍的生命之光!endprint
大科技·科學之謎2017年11期