两颗宜居行星的故事

想象一下，两颗邻近的系外行星围绕同一颗太阳运行，每颗行星都有自己原生的文明。它们要么是友好的邻居，要么是致命的对手。这在科幻小说中是一个熟悉的情节，但它有可能发生吗？

随着可居住的系外行星数量迅速增长，这种情况似乎是合理的。现在，一项新的科学研究，即将在《天体物理学杂志》上发表，通过检验影响拥有两颗宜居行星的太阳系生命的一些条件来探讨这个问题。

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研究人员的灵感来自于美国宇航局发现的开普勒36b和开普勒36c，这是恒星开普勒36的两颗已知行星。这些行星与恒星的轨道距离仅相差10%，使它们成为非常近的邻居。

内行星完成七次轨道运行的时间，相当于外行星完成六次轨道运行的时间（这种情况被称为7:6平均运动共振）。这意味着每过六、七年（取决于你居住在哪颗行星上），你的邻近行星就会靠近。

剧烈摇摆？
研究人员首先想知道，这些周期性的近距离通过是否会影响任何一颗行星轴的倾斜度。这在生命方面非常重要，因为轴倾角的巨大波动会导致气候的剧烈变化。虽然这对微生物生命没有致命的影响，但它可能会降低复杂生命出现的几率，并且使得任何进化出来的智能生命很难建立一个长久的文明。

就开普勒36b或开普勒36c而言，它们很可能不存在生命，因为它们离恒星太近，表面温度接近1000摄氏度。因此，研究人员分析了一对假设的类地行星，它们处于3:2的共振状态，并且都在其恒星的宜居带内，其表面可以稳定存在液态水。

令人欣慰的是，对于复杂生命的前景，他们发现任何一颗行星的轴倾角都不会因彼此的接近而发生剧烈变化。

搭乘岩石的顺风车
假设它们中的一颗存在生命，他们接着想知道它是否可以传播到另一颗。众所周知，栖息在岩石中的微生物可以在撞击的冲击中幸存下来，撞击会将它们抛离行星，随后在太空中度过数年，然后落到另一个世界的地面上。事实上，在长期暴露设施上进行的实验中，在太空穿梭机于1990年将它带回，经历了六年太空暴露后，30%的细菌嵌入在盐晶体中存活了下来。

生命从一个世界传播到另一个世界的理论概念被称为“泛种论”，因为这种变体涉及包裹在岩石中的旅行，所以被称为“岩石泛种论”。该研究发现，在共享7:6、6:5、4:3或3:2轨道共振的行星之间，岩石泛种论应该非常容易。它们会经常彼此靠近，以至于从一颗行星上抛出的撞击碎片很有可能在相对较短的太空旅行后落到另一颗行星上。他们推测，这意味着如果生命在宜居行星对的任何一颗上出现，那么它很容易传播到另一颗。

但是什么样的生物会生存下来呢？虽然被称为缓步动物的微小无脊椎动物已经成功在暴露于太空真空后复活，但它们不太可能在冲击波或长时间的太空旅行中幸存下来，因此单细胞微生物似乎是最有可能成功进行自然行星际旅行的。

我准备接受这一切。事实上，我在三年前领导制作的动画就认为，如果我们在火星上发现生命，那么确定它是独立于地球生命产生的，还是生命在陨石内部从一个星球传播到另一个星球，这一点至关重要。

双胞胎文明？
然而，从微生物祖先到双胞胎世界上的原生智能的飞跃是巨大的。地球上的生命花了20亿年才从微生物进化成多细胞生物，又花了10亿年才出现智能和太空航行能力。鉴于这些巨大的时间尺度，即使有共同的祖先和/或持续的微生物交换，如果智能和技术在同一百万年时期同时在两个世界上出现，那将是一个惊人的巧合。

因此，关于姐妹世界上的原生文明的梦想或噩梦不太可能发生。来自能够发展太空旅行的第一个世界的生物很可能会前往另一个世界，并发现它们可以忍受的大气和气候，也许还有它们可以吃的食物——但它们不会找到任何人进行交谈。

大卫·罗瑟里是《卫星：简短介绍》（牛津大学出版社，2015年）和《行星：简短介绍》（牛津大学出版社，2010年）的作者。他从英国航天局和科学与技术设施委员会获得资金，用于与水星和欧洲航天局的水星轨道飞行器比皮科伦坡相关的工作

本文最初发表在The Conversation上。阅读原文。