银河系中最有可能的生命点

我们的家庭星系并不像你想象的那样热情好客。 宇宙辐射,超新星爆炸以及与小星系的碰撞使得银河系的大部分地区对于生物学而言太过分了。 但是一个详细的新模拟定位了安静和肥沃的社区,包括一个令人惊讶的地方:蜿蜒的星星流远远超出了银河系的主体。

为了支持我们所知的生命,行星必须在太阳系中的正确位置有液态水和轨道,不要太近,也不要离它们的恒星太远。 同样,生命也不会在星系中心附近出现或存活很久。 在这里,高密度的恒星意味着在任何给定的时间都有几个爆炸,炸毁行星的臭氧层并将任何表面生命暴露在致命的紫外线下。

因此,在这项新研究中,由英国法夫郡圣安德鲁斯大学的物理学家Duncan Forgan领导的研究人员专注于远离银河系中心的地区。 他们使用计算机模拟来模拟整个银河系的星系及其邻居,仙女座星系和三角星系。 然后,他们模拟了那些恒星中的气体,恒星和行星系统的分布。 最后,他们允许这些星系进化数十亿年,同时绘制出不断变化的可居住区域。 “我们是第一个看到星系历史如何影响其可居住性的人,”Forgan说。

对于模拟中的每一种类型的恒星,Forgan和他的同事估计了地球行星形成的可能性,其中一些可能是地球状的,或者可能像水星一样不适合居住。 他们还估计了一颗像海王星一样大的巨行星会在恒星附近形成的可能性,因为它会破坏可能在那里聚集的潜在地球。 然后,他们分析了短暂生命友好世界的可能性,这些世界恰好位于恒星系统中,太接近死亡,爆炸的恒星。

该团队的模拟显示,也许并不令人惊讶的是,如果它们形成于远离密集的恒星群的区域,那么潜在的可居住行星更有可能保持这种状态,在那里发生更多的超新星爆炸。 结果表明,对于银河系和其他螺旋星系,最危险的区域位于银河系中心,而更多的扩散螺旋臂造成的危害更少,因此更适合生命。 地球位于这个可居住区域的内缘附近。

来自美国宇航局开普勒太空望远镜的观测结果强烈表明,“基本上每颗恒星平均都有一颗行星,这非常令人难以置信,”Forgan说。 由于该团队的模拟在星系的内部区域有许多恒星,许多行星在那里形成,有些将是适合居住的,但是很少有机会逃离超新星的辐射。 该团队将在即将出版的“ 国际天体生物学杂志”上报道,一个包含可居住世界的行星系统远离这些恒星爆炸的可能性远远超过银河系中心, 。

科学家们不仅模拟了恒星,还模拟了星系本身的演化。 数十亿年来,重力将相邻的星系拉到了一起,正如银河系和仙女座星系现在经历了这种无情的力量一样。 Forgan和他的合作者发现,当星系碰撞时,可居住的区域会发生变化,然后逐渐恢复到其总体趋势:距离银河系中心较远的恒星有较高的机会可以容纳适合生命的行星。

Forgan和他的团队也扩大了模型的范围,以解释银河系螺旋臂以外的物体。 这些包括细丝般的星系 - 银河系碰撞的残余物 - 以及绕银河系运行的小型“卫星”星系。 这些物体具有“可居住的空间”,许多生命友好的恒星超越了天文学家传统上指向望远镜的地方。

英国兰卡斯特大学的物理学家Anupam Mazumdar说,这些模拟“引导我们寻找可居住世界的地方”,他没有参与这项研究。 他建议,目前的望远镜和调查正在扫描银河系的广阔区域,但未来的望远镜可以进行更集中的搜索。

Mazumdar指出,模拟缺乏精确的分辨率,无法探测小于一百光年的尺度。 由于该研究还不能捕捉到各个恒星及其行星系统的细节,因此科学家们必须近似研究超新星爆炸如何影响这些系统内的行星。

美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的天文学家Neil Gehrels表示,这项可行的行星还面临着这项研究所遗漏的额外威胁,包括伽马射线爆发的辐射,这种辐射比超新星更为罕见且更加强烈。

他说,还有“距离范围和超新星速率有一些不确定性”,它决定了银河系可能存在的危险程度以及行星离超新星有多远以保持安全。 “但他们的基本思想必须是正确的,我们银河系中的某些区域会有太多的恒星形成。”

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