李木子
長(zhǎng)期以來,人們只會(huì)根據(jù)生命在地球上進(jìn)化的形式想象外星人長(zhǎng)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(gè)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(huì)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(huì)導(dǎo)致一個(gè)嚴(yán)重的后果,這些星球會(huì)受到強(qiáng)烈的紫外線輻射和高能帶電粒子轟擊,行星的大氣會(huì)被吹跑,強(qiáng)烈的紫外線猶如消毒劑一樣,會(huì)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(yīng)對(duì)呢?
一些人可能會(huì)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(dāng)然這不失一種應(yīng)對(duì)策略,其實(shí)科學(xué)家還提出別的躲避輻射的辦法,美國(guó)康奈爾大學(xué)研究者就提出了一種可能,那就是它們可以發(fā)光來對(duì)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(xì)胞的生化反應(yīng)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(xì)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(yuǎn)處的異性,但還有一些生物可以利用發(fā)光機(jī)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(qiáng)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(lán)色光),迅速轉(zhuǎn)換成能量不大、對(duì)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(shí)也會(huì)發(fā)出熒光。這說明生物熒光“防曬”機(jī)制在地球上已經(jīng)有過多次獨(dú)立演化。
類似的,如果外星生命生活在一個(gè)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(duì)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(zhǎng)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(huì)長(zhǎng)什么樣呢?
康奈爾大學(xué)的研究者們利用計(jì)算機(jī)模擬了一個(gè)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(qiáng)烈耀斑的紅矮星旋轉(zhuǎn),其大氣狀況被設(shè)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(gè)星球閃爍著迷人的光彩。
假設(shè)外星生命真的能發(fā)光,那么,我們就有機(jī)會(huì)觀測(cè)到。因?yàn)椋?dāng)紅矮星爆發(fā)耀斑,紫外線輻射過強(qiáng)時(shí),外星生命會(huì)借助發(fā)光來阻擋輻射的傷害,而一旦輻射的危險(xiǎn)消失,為了節(jié)省能量,它們也將停止發(fā)光。所以,觀測(cè)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(yuǎn)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(xué)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(yuǎn)鏡和更先進(jìn)的天文觀測(cè)技術(shù),或許能幫助我們識(shí)別出在黑暗的太空中閃爍的生命之光!endprint
大科技·科學(xué)之謎2017年11期