类地行星真的“类地” 吗?( 二 )


这一点很重要 , 因为我们知道 , 2012年发现的系外行星之间有着显著的不同 , 而我们太阳系的结构和成分有点(只是有一点点)特殊 。 譬如说 , 我们的行星姊妹中没有一颗质量处于地球和海王星之间 , 而具有这种特征的行星总数量却是最多的 。 其他恒星系统中有许多这样的行星 , 而我们的太阳系里一颗也没有 。
我们的太阳系还比较稀疏 , 而且越来越多的观测显示 , 我们的宇宙“喜好”构建紧密的轨道结构 , 众多行星的公转周期只有几天到几周 。 而且 , 与太阳系相比 , 大部分行星系统似乎都经历过一场剧烈得多的“动态重排”或“动态冷却”的过程 , 在大行星的高椭圆轨道上留下了不可磨灭的印记 。
【类地行星真的“类地” 吗?】这只是冰山一角 。 虽然我们目前还不太了解系外行星的元素组成和化学成分 , 但我们确实知道原始行星环境的成分和状况的差异 。 我们还怀疑 , 每个行星世界的成长之路都充满了大量的随机事件——行星构建的过程有着高度的随机性 。
这似乎让人有点儿沮丧 。 毕竟 , 寻找类似地球的行星——宇宙中另一个可以栖息生命的家园 , 常被认为是系外行星科学的最终梦想 。 但是 , 如果每一个星球都是独一无二的 , 那就没有和地球完全一样的行星了 。 同时 , 如果一系列苛刻的条件对于生命是至关重要的 , 那寻找第二个地球的前景也将不容乐观 。

类地行星真的“类地” 吗?



然而 , 宇宙中的化学似乎与我们发源地(地球)的化学原理几乎相同 。 含碳分子弥漫于整个宇宙 , 不管是在稀疏的星际空间 , 还是在形成原始星系的气体云中 , 有机化学都起着重要的作用 。

化学的作用也渗透于太阳系中保存在碳质球粒陨石和彗星成分中的远古材料里 。 35亿—40亿年前 , 地球上的生命得到了快速发展 , 它们迅速进化成为全球范围内相互连接的化学网络 , 很好地保存了对于代谢和生存至关重要的基因蓝图——行星核心基因组 。
虽然我们还并不知道 , 到底有没有类似地球的行星存在 , 我个人的观点是这样的:也许外太空可能根本就没有“类似地球的”行星存在 , 但是 , 会有与地球“基本等同的”行星世界——陌生但适合生命存在 。
只有从宇宙和陆地生物化学的组成元素 , 即化学成分的角度去判断 , 才会认为地球有什么特别之处 , 这实在有些牵强附会 。 碳化学主宰着一切 , 可以想象 , 40亿年前的地球与现在有着天壤之别 , 而生命仍然蓬勃地发展了起来 。 这一过程一定也能在其他星球上重演 。
因此 , 我们不一定要期待寻找到另一颗“类似地球的”行星 , 而应该期待发现各种各样与地球“基本等同的”行星 。 我觉得 , 人们一定都希望能了解其他星球上复杂而激烈的分子进化吧 。 (作者:迦勒·沙尔夫(Caleb Scharf)是哥伦比亚大学天体生物学中心的主任;翻译:沈添怿)

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