地球的日子屈指可数

研究人员计算出,地球将在大约17.5亿年后离开太阳的“宜居”带

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根据9月18日发表在《天体生物学》上的一项研究,地球还能维持生命存在大约17.5亿年。用于进行计算的方法还可以识别太阳系外具有较长“宜居期”的行星,这些行星可能是寻找生命的最佳场所。

恒星周围的宜居带是指轨道行星可以支持液态水的区域,液态水是生命核心化学反应的完美溶剂。离恒星太远,行星的水会变成永久冰,二氧化碳会凝结;离得太近,热量会将水变成蒸汽,逃逸到太空。

宜居带不是静态的。随着典型恒星的组成和化学反应在数十亿年间演变,其亮度会增加,从而将宜居带向外推。研究人员在3月份报告说,地球比之前认为的更接近太阳宜居带的内边缘。


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太阳宜居带的内边缘正以每年约1米的速度向外移动。最新的模型预测地球的宜居带总寿命为63亿至78亿年,这表明地球上的生命已经完成了大约70%的旅程。其他行星——尤其是那些在恒星宜居带外边界附近形成的行星或围绕长寿命、低质量恒星运行的行星——可能具有420亿年或更长的宜居带寿命。

作者建议,在其他行星上寻找生命的科学家应将重点放在那些在宜居带中存在时间至少与地球一样长的行星上——例如,HD40307g,它距离地球12.9秒差距(42光年)。

生命是复杂的
但纽约哥伦比亚大学的天体生物学家卡莱布·沙尔夫表示,地球可能花了异常长的时间才发展出高等生命。“这是老生常谈的问题,即过度解读单个数据点,”他说。该研究的合著者、英国圣安德鲁斯大学的天文学家马克·克莱尔表示同意,但他补充说,如果他要执行一项在类地行星上寻找生命的探测任务,他可能会将望远镜对准在宜居带中存在时间尽可能长的行星。

批评者还认为,研究人员使用的公式过于简单。该模型假设系外行星具有类似地球的大气层、组成和板块构造活动。加拿大维多利亚大学的行星气候学家科林·戈德布拉特表示,如果不包括大气成分和体积等气候动态,其结果对于预测宜居性没有太大用处。“如果你想让我在金星所在的位置建造一个宜居的行星,我可以做到;如果你想让我在地球所在的位置建造一个死亡的行星,我也可以做到,”戈德布拉特说。

“宜居带的新的公式还有很大的空间,”克莱尔同意道。目前,研究人员对这些系外行星了解不多。但宜居带的计算也可能在离家更近的地方被证明很有趣。

正如太阳变亮,地球变得太热而无法生存一样,火星将进入宜居带。“如果人类在十亿年后仍然存在,我肯定会认为他们会生活在火星上,”克莱尔说。

本文经《自然》杂志许可转载。该文章于2013年9月19日首次发表

Emma Marris is an environmental writer who lives in Oregon.

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