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【大紀元5月20日訊】日前﹐英國天文學家在獵戶座星雲中新發現了20顆行星。令人感到驚奇和不解的是﹐這些行星與其他行星不同﹐它們沒有環繞的恆星﹐而是像“孤兒”一樣在太空中自由漂浮。發現這些行星的英國赫特福德大學的菲利普‧盧卡斯和牛津大學的帕特裡克‧羅奇說﹐這些行星是由氣體和塵埃組成的﹐距離地球大約1300光年﹐體積約為木星的5至13倍。科學家稱﹐他們還在獵戶星座的紅外頻譜中發現了水蒸氣的痕跡。
光明網(趙文立) 報導﹐科學家們猜測﹐這些氣體行星可能是100萬年前從氣體星雲中凝結而成的﹐所以﹐它們當初可能很熱﹐就像人們快速向足球充氣時受到壓縮的空氣會變熱一樣﹐隨著時間的流逝﹐它們才逐漸涼下來。也有可能這些行星是在某個恆星系中形成後被拋到了太空中﹐但更大的可能是﹐它們是自己在太空中形成的。
兩位英國科學家是用位於夏威夷的紅外天文望遠鏡發現這些行星的。在過去6年中﹐天文學家共發現了50多顆太陽系以外的行星﹐但發現自由漂浮的“孤兒”行星尚屬首次。尤其重要的是﹐這個發現為破解行星及其生命的起源提供了重要的新線索。
行星是怎樣誕生的
按照科學家們的說法﹐地球的故事要追溯到太陽誕生的初期。生生不息的星塵和氣體像一個扁平的圓盤圍繞太陽旋轉﹐它們漫無目的地彼此撞擊﹑聚合﹐這樣過了大約1萬年。有些塵粒形成更大的固體物質﹐經過一個我們現在還不了解的神秘過程﹐這些物質最終聚合在一起形成大約100英里寬的星子帶﹐在這個區域﹐重力使得它們相互吸引﹑碰撞。有一些變成了碎片﹐而那些大的星體則用它們不斷增長的重力捕獲附近的太空物質﹐從而變得更大。
這個被稱作碰撞聚合的過程持續了大約10億年﹐直到地球完全形成（儘管它同我們今天稱作家園的這個行星還有巨大的不同）。
1995年﹐科學家們發現了間接證據﹐證明太陽系外還有圍繞恆星轉動的行星。這一髮現震驚了行星形成領域﹐使它不再是一個理論家的私人領地。儘管目前我們知道的只有一個“地球”﹐但很有可能會發現更多的這樣的行星。而這次在獵戶座發現的新行星﹐則對行星的形成的傳統假說提出了新的課題。更進一步說﹐對行星上生命的起源和演化也提供了一些新的線索。
生命起源新假說
眾所週知﹐行星是最有希望存在生命的地方﹐而行星上的生命又是怎樣開始的呢﹖許許多多的假說可謂眾說紛紜。曾有假說認為﹐具有“自我複製”能力的分子的出現﹐是地球上生命誕生的標誌。
持該假說的科學家認為﹐在像地球這樣的原始行星上﹐簡單分子在陽光照射等作用下聚集為更大的分子﹐越變越複雜。直至最後﹐由於某種未知原因形成了一個分子﹐它能把簡單的分子組成一個與自身一樣的分子﹐也就是說具備了“自我複製”的能力。科學家一般認為﹐最早形成的這個自我複製分子應該是蛋白質或RNA（核糖核酸）分子。它所包含的生命信息﹐能通過特定分子在蛋白質鏈或RNA鏈上排列順序來記錄。
但以色列魏茨曼研究所桂冠人類基因組中心的科學家多隆‧蘭斯特等人﹐最近卻提出了一種不同的看法。他們的新假說認為﹐地球上最早誕生的自我複製分子有可能不是蛋白質或RNA﹐而是脂類分子。他們通過計算機模擬發現﹐複雜的脂類分子團也具有儲存生命信息的能力﹐能夠生長﹑分裂﹑自我複製﹑將信息“遺傳”下去﹐並積累“進化”所需的“變異”。這與我們熟知的生命演化過程極為類似。
地球上生命起源﹐主要從地球上物質運動和發展中尋找生命物質﹐探索生命起源。原始地球具備生命起源的環境和物質條件是﹕
1﹑在地球環境的早期必須具備一定的物質組成﹐它們包括生物有機體主要組成元素﹕碳﹑氫﹑氧﹑氮等。宇宙化學的研究已經證實了這幾種元素在天體上﹑星際空間都是普遍存在的。
2﹑地球上的生命最有可能在水中誕生﹐並且十分之九時間全部生活在水中﹐後來雖有部份生物登上陸地﹐但都離不開水。水是地球上生物不可缺少的介質。此外﹐生物化學研究也發現﹐有少量生物可以生活在溫度很低的液態氨和甲烷中。
3﹑生命體中所發生的生物化學反應有適當的溫度要求﹐溫度太高生物有機分子必然運動過劇甚至分解﹔溫度過低﹐生命過程過份緩慢甚至停頓。如果生命發生在水中﹐溫度大致介于攝氏0度到100度之間。
4﹑生物只有在與週圍環境進行物質交換才能生存﹐所以早期地球必然存在一定數量和質量的大氣層。宇宙生物學研究認為﹐生命不可能發生在沒有大氣的天體上﹐而天體要在其週圍留住大氣必須具備相當大質量。質量太小﹐引力太小﹐就不可能有大氣。沒有大氣的天體﹐它的表面也就不可能有液態水或其他液態物質﹐沒有液態物質作為溶劑也不可能有生命產生。
5﹑生命的產生需要能量﹐早期地球能量主要有光和熱。宇宙射線﹑地熱﹑火山等都可為生命起源提供能量驅動力。
6﹑過去有人把氧氣作為生命發生的條件﹐現在認為這是不對的。地球原始大氣是缺氧的﹐而地球上生命正發生在缺氧的時期。原始大氣大多為還原性氣體﹐如﹕甲烷﹑硫化氫﹑氫氣等。
何種行星上有生命存在
除了百分之幾的少數例外﹐銀河系中恆星的發熱年代都很長﹐足以使智慧生物漸漸形成。但尚不清楚的是這些星體有沒有行星圍繞著它們轉﹐因為只有在圍繞恆星公轉的天體上才能具備液態水所需的溫度。可惜天文學家對別的太陽週圍的行星還一無所知。由於它們實在太遙遠﹐即使離我們最近的一些恆星確有這種伴侶天體繞它們轉﹐人們也還不能做到用望遠鏡直接觀測這些微乎其微的對象。可是話說回來﹐別的太陽週圍也有行星繞著轉﹐這是非常可能的。我們已經了解﹐宇宙物質的運動很可能使單星週圍形成行星系。人類自己所處的行星系也支持這種觀點。巨大行星木星和土星甚至以它們的衛星群在週圍組成了一個“行星系”。因此﹐單星週圍都有行星系在運轉的假想是合理的。
那麼﹐這些行星與各自恆星的距離是否合適呢﹖一個行星至少應該滿足的條件是﹐它與所屬恆星的距離使得輻射在它表面造成液態水所必需的溫度。在太陽系中﹐水星極靠近太陽﹐而離太陽比火星更遠的所有外行星則受陽光照射太弱﹐不夠溫暖。別的恆星週圍的行星我們始終還沒有見到﹐怎樣才能知道它們之中有多少已經具備了距離恆星恰到好處的條件呢﹖我們的辦法只有和自己所處的行星系類比。地球無疑地處在太陽生命帶內部﹐火星和金星靠近此帶邊緣。“水手”號探測器拍得的照片表明﹐火星表面的荒涼程度和月球表面類似。儘管火星有大氣並且含有水份﹐但是在它表面上軟著陸的一系列“海盜”號探測器經過取土分析並沒有發現生物細胞的任何跡象。前蘇聯的一批探測器測得的金星表面溫度超過450攝氏度﹐所以金星也不是生物棲息的場所。
只要仔細想想﹐一個行星必須同時滿足多少條件才能棲息生物﹐我們就會明白﹐天體具備適于生物的氣候是多麼希罕的巧例。美國科學家邁克爾‧哈特指出﹐只要把我們對太陽的距離縮短5％﹐地球上的生物就會熱不可耐而不能生存﹔這段距離只要加長1％﹐地球就要被冰川覆蓋。因此他認為﹐外部條件合適﹐使生物能進化到較高級階段的行星﹐在銀河系中最多只有100萬個。
在某個行星上如果適宜的氣候能維持足夠長的年代﹐生命確實會形成嗎﹖天文學家們認為﹐宇宙中物質元素的分佈大體上是相同的。銀河系中離我們最遙遠的恆星﹐甚至別的系中的恆星﹐它們的化學組成和太陽一樣﹐沒有由硫組成的恆星﹐也沒有由汞組成的雲團。多數情況下宇宙物質的最主要成份是氫﹐再其次才是其他的化學元素。因此﹐許多天文學家認為﹐即使是在一個遙遠的﹑但氣候適宜的行星上﹐也能找到構成一切有機分子所需的各種物質。射電天文學家在氣體雲中發現了名目繁多的各種有機分子﹐其中有乙醇和甲酸﹐有氣氰化氫和甲醚。當然﹐從這類簡單有機化合物向那些構成生命基礎的複雜分子演變﹐是一條漫長的道路。讓我們假想﹐凡是可能孕育生命的場所生物實際上都已出現﹐那麼銀河系中可能有著100萬個居住生物的行星﹐這些生物也許各自都已演變了40億年﹐只不過它們理應處在各自不盡相同的進化階段罷了。原南京紫金山天文臺研究員楊戟指出﹐揭示原始行星系統的形成和起源問題﹐在可以預測的範圍內﹐還要說明年輕星體的活動現象﹐以及這些現象與年輕星體演化的邏輯關係﹐沿著這一研究方向所得出的科學論斷﹐將為探索包括地球生物在內的宇宙生命起源提供重要的研究線索。
面對新發現的“孤兒”行星的秘密﹐科學家們指出﹐雖然以地球的標準來看﹐這些行星體積巨大﹐上面也不可能有生命﹐但它們的表面溫度只有2000攝氏度﹐在這樣的溫度下﹐它們的大氣中完全可能有水存在。一個可能是﹐也許將來有一天﹐它能像現在的地球一樣充滿勃勃生機。(//www.dajiyuan.com)
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