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生命出現在銀河系中的最佳時間和地點,跟我們以前認為的不一樣

2021-10-01由 科技領航人 發表于 歷史

似乎越來越多科學家認為,地球上生命的存在和永續性是運氣的結果。根據對銀河系歷史的最新分析,生命出現的最佳時間和地點不在這裡或現在,而是在60億年前的銀河系郊區。

生命出現在銀河系中的最佳時間和地點,跟我們以前認為的不一樣

這種在空間和時間上的特殊位置將為一個宜居的世界提供最好的保護,防止伽馬射線爆發和超新星用致命的輻射轟擊太空。

大約在40億年前,銀河系的中部地區(包括太陽系)變得比郊區更安全——即使不如郊區安全,也足以使生命出現。

“我們的研究工作表明,直到六十億年前,由於銀河的高恆星形成率和低金屬性,不包括銀河系周邊行星相對較少的外圍地區,行星遭受了許多爆炸事件,能夠引發大規模滅絕, ” 英蘇布里亞大學和義大利國家天體物理研究所(INAF)的天文學家裡卡多·斯皮內利(Riccardo Spinelli)解釋說。

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宇宙爆炸不是開玩笑。令人難以置信的高能事件,例如伽馬射線暴和超新星,使宇宙輻射飛過太空;能量輸出如此強烈,導致生命滅絕。

地球也難以倖免。我們整個歷史上的大規模滅絕都與超新星有關,包括260萬年前的上新世末期滅絕和3。59億年前的泥盆紀末期滅絕。與超新星相比,更罕見但更強大的伽馬射線爆發同樣具有毀滅性。

這兩個事件都與恆星的生命週期有關。當一顆巨大的恆星到達其主要序列壽命的盡頭時,即產生超新星;或者,白矮星的增生物質變得不穩定,重燃並進入失控的聚變狀態。這兩種情況都會導致恆星物質爆炸大量被拋入太空。

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伽馬射線爆發被認為是從坍塌成中子星或黑洞的恆星中噴出的,我們知道,當中子星合併時,它們可能會發生。我們從未真正在銀河系中見過;我們探測到的伽馬射線爆發是來自數百萬光年以外的其他星系,這是宇宙中最活躍的電磁事件。

科學家認為,4。5億年前爆發的伽馬射線可能在恐龍時代之前就引發了奧陶紀大滅絕。

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義大利國家天體物理研究所(INAF)的天文學家吉安卡洛·吉蘭達(Giancarlo Ghirlanda)說:“超新星在形成大量恆星的區域更為常見。”

“另一方面,伽馬射線爆發更傾向於由重元素吞噬的恆星形成區域。在這些區域中,由貧金屬氣體形成的大質量恆星由於恆星風在其一生中損失的質量較小。因此,這些恆星能夠保持自身快速旋轉,這是形成黑洞後強大的射流能夠發射的必要條件。”

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為了找出最安全的生命宜居場所,研究小組仔細模擬了銀河系的演化歷史,並注意了最有可能攜帶超新星或伽馬射線爆發活動的區域的出現。

他們的模型預測,星系的內部區域將比星系郊區更快地形成。因此,內銀河系在恆星形成和宇宙爆炸中會更加活躍。隨著時間的流逝,內部區域的恆星形成速度變慢,但在外銀河的恆星形成速度卻增加。

當宇宙年輕時,它主要充滿了氫和氦——這是組成第一批恆星的氣體。較重元素是由恆星核聚變合形成的;而重元素則來自超新星爆炸。

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隨著恆星的生存和死亡,銀河系的中部地區變得越來越富含重元素和金屬。

反過來,這將減少伽馬射線爆發的頻率,使中心區域(距銀河系中心約6,500至26,000光年)比以前更加安全。

斯皮內利說:“不包括距銀河系中心不到6500光年的非中心區域,那裡的超新星爆炸更為頻繁。我們的研究表明,每個紀元的演化壓力主要是由伽瑪暴(GRB)決定。”

“儘管它們比超新星事件少得多,但伽瑪暴(GRB)能夠在更遠的距離內造成大規模滅絕:作為最活躍的事件,它們是射程最長的‘火箭筒’。”

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儘管銀河系的郊區比現在的中部地區更安全,這確實是一個好訊息——無論如何對我們來說。根據該小組的分析,在過去的5億年中,銀河的郊區很可能受到了兩到五次長伽瑪射線暴的滅殺。另一方面,我們的太陽系的位置變得比以往任何時候都更安全。

但是,即使是相對危險和反覆暴露於宇宙爆炸中,對我們來說也可能是偶然的。

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“我們注意到,當今地球上生命的真實存在表明,物種大滅絕並不一定排除了複雜的生命發展的可能性。” 研究人員在論文中寫道,“相反,以正確的速度發生的物種大滅絕可能對我們星球上覆雜的生命形式的演變起著舉足輕重的作用。”

該研究已發表在《天文學與天體物理學》上。

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