透過望遠(yuǎn)鏡的鏡頭，我們看到無數(shù)的天體，太陽和地球不過是宇宙中普通的滄海一粟。其實(shí)，太陽系這樣的天體系統(tǒng)并不算“普通”，從恒星的類別上看，太陽之類的恒星只是銀河系中的“少數(shù)民族”。所以當(dāng)我們尋找外星人的時(shí)候，不能只盯住類似太陽系的天體系統(tǒng)，首先應(yīng)該考察考察銀河系中最主要的“民族”——紅矮星。
沒有大氣層，一切免談
當(dāng)我們抬起雙眼，仰望夜空的時(shí)候，我們其實(shí)遺憾地錯(cuò)過了銀河系恒星中數(shù)量最多的一類，即紅矮星。我們的銀河系中70%多的恒星都是紅矮星，或者叫做M型矮星，它們比我們旁邊的這顆光芒四射的太陽體積小，溫度低，也更加暗淡。它們的光芒實(shí)在是太微弱了，如果不借助望遠(yuǎn)鏡，我們不可能看到任何一顆紅矮星。
實(shí)際上，其他星系的情況與銀河系類似，各個(gè)星系中“人口”最多的“民族”毫無疑問是紅矮星。但是長期以來，很少有天文學(xué)家投身到紅矮星的研究中，幾十年來，科學(xué)家認(rèn)為紅矮星附近根本不可能有智慧生命。
讓科學(xué)家如此“看不起”紅矮星的原因，是這類天體的體積和亮度與我們的太陽相差甚遠(yuǎn)。大多數(shù)紅矮星的直徑和質(zhì)量不到太陽的三分之一，它們的表面溫度低于3500K（開氏溫度），而太陽的表面溫度則是6000K。于是，紅矮星釋放出的光芒比太陽弱很多，有時(shí)它們的光度甚至只有我們太陽的萬分之一。
恒星沒有足夠的光能釋放，它周圍的行星只能是冰冷死寂的世界，比如在2006年，天文學(xué)家曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一顆與地球大小差不多的行星，它圍繞著一顆紅矮星旋轉(zhuǎn)，到紅矮星的距離是2.6個(gè)天文單位（1天文單位就是地球到太陽的距離，大約是1.5億千米），比火星到太陽的距離稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)兒，可是這顆系外行星的表面溫度卻是－220℃！
紅矮星周圍也并非不可能存在溫暖的行星，但前提是，行星必須和紅矮星十分“親密”，兩者之間的距離非常小。比如2005年人們首度在紅矮星旁邊發(fā)現(xiàn)了行星，這顆行星的質(zhì)量與海王星接近（相當(dāng)于16個(gè)地球），到紅矮星的距離只有0.04個(gè)天文單位（約600萬千米），受到紅矮星光芒的恩澤，這顆行星表面的溫度達(dá)到了150℃，雖然比水的沸點(diǎn)還高，但畢竟讓人們看到了紅矮星旁邊出現(xiàn)溫度適宜行星的希望。
可惜，有些天文學(xué)家連這點(diǎn)兒希望的火苗也給掐滅了。他們指出，如果要讓紅矮星的旁邊出現(xiàn)類似地球這樣的溫暖行星，行星與紅矮星將靠得非常近，它會(huì)被紅矮星的引力完全鎖定，也就是行星的一面永遠(yuǎn)正對著紅矮星，而另一面永遠(yuǎn)背對著紅矮星。
這一幕我們其實(shí)并不陌生，看一看夜空中的月亮，它永遠(yuǎn)以一面示人，直到太空時(shí)代人們發(fā)射了繞月球的探測器，月球另一面的真容才被人們了解。這種鎖定其實(shí)是潮汐力造成的，地球的引力會(huì)讓月球發(fā)生變形，這樣的變形會(huì)減緩月球最初的自轉(zhuǎn)速度。長此以往，導(dǎo)致月球的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期變得一樣，于是我們在地球上就只能看到月亮的一面了。
紅矮星旁的行星也是如此，潮汐力最終讓行星的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期一致了，它面向恒星的一面，完全暴露在紅矮星的照射之下，而另一面則被永恒的黑暗籠罩。在地球上以分子形式存在的氣體，比如氧氣、氮?dú)獾龋搅思t矮星旁邊的行星上，要么被輻射分解，要么被徹底凍住了，這樣的星球上不可能出現(xiàn)真正意義的大氣層。而且由于行星旋轉(zhuǎn)速度過低，行星的磁場會(huì)很微弱，沒有自身磁場對紅矮星射線的防御，大氣層就更不可能出現(xiàn)了。實(shí)際上，地球大氣層能夠形成，是因?yàn)閺?qiáng)大的地磁場阻擋了太陽輻射，保護(hù)了氣體不被分解。
沒有大氣層對溫度的調(diào)節(jié)和對地表的庇護(hù)，紅矮星旁行星生命的誕生只能是癡人說夢。
被紅矮星鎖定的行星注定就不可能有大氣層嗎？天文學(xué)家曾經(jīng)很悲觀地這樣想，但如今他們已經(jīng)不那么悲觀了，希望來自兩個(gè)發(fā)現(xiàn)，其中一個(gè)發(fā)現(xiàn)是，在一顆紅矮星旁邊的行星上面，天文學(xué)家居然觀察到了臭氧層！
臭氧層名字雖然不雅，但卻是很寶貴的東西。臭氧是三個(gè)氧原子構(gòu)成的分子，臭氧層可以阻擋恒星的紫外線。地球大氣層中就存在著臭氧層，它大幅度減少了太陽紫外線的強(qiáng)度，保護(hù)了在地表活動(dòng)的生物，當(dāng)然也包括我們?nèi)祟悺＝┠陙恚捎谌祟惖墓I(yè)活動(dòng)，地球臭氧層遭到了一定程度的破壞，在極地上空甚至出現(xiàn)了臭氧層空洞，對空洞下面的動(dòng)植物的生存構(gòu)成了很大的威脅，這讓人們非常擔(dān)憂，還因此全球禁止使用過去冰箱所使用的一種制冷劑——氟利昂，因?yàn)檫@種化學(xué)物質(zhì)會(huì)分解臭氧。在紅矮星旁的行星上居然發(fā)現(xiàn)了臭氧，這真是個(gè)天大的喜訊！
現(xiàn)在推測，正是紅矮星的紫外線分解了行星上的氧氣，氧原子再重新“洗牌”，形成了臭氧，大量的臭氧升空，反過來阻擋了紅矮星的紫外線。臭氧層會(huì)大大增加行星上出現(xiàn)生命的概率，讓人們對在紅矮星附近尋找新的生命形式有了更大的信心。
另一個(gè)發(fā)現(xiàn)來自美國宇航局的研究人員，他們計(jì)算后認(rèn)為，包含了二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣的行星大氣只要達(dá)到了地球大氣密度的10%，就足以把行星白晝一面的能量輸送到黑夜一面，雖然還不足以讓這顆行星“寰球同此炎涼”，卻會(huì)讓行星白晝與黑夜交界處相當(dāng)大的范圍內(nèi)出現(xiàn)溫度比較適宜的區(qū)域，給生命誕生提供適宜的溫度條件。
雖然在行星黑夜的一面，水可能還是會(huì)以固態(tài)存在，但如果海水足夠深，加上可能存在的大氣層從白晝一面輸送來的熱量，在黑夜一面冰蓋的下面，也許會(huì)存在液態(tài)的水。行星的地?zé)崮芤矔?huì)讓海洋底部保持一定的溫度，甚至是高于冰點(diǎn)的溫度。
聽上去這樣的行星環(huán)境依然很殘酷，其實(shí)如果把它和早期的地球放在一起，讓原始生命在兩個(gè)星球中選擇一個(gè)作為家園的話，地球還真不一定勝算。早期的地球同樣只有稀薄的大氣層，和可憐的一點(diǎn)點(diǎn)原始海洋。兩個(gè)星球的自然環(huán)境可謂半斤八兩。
生命需要的只是時(shí)間
也許“唯地球獨(dú)尊”派的門徒們會(huì)搬出現(xiàn)在的地球來叫板紅矮星旁的行星，如今地球上花紅柳綠、草長鶯飛，紅矮星旁邊的那些冰冷行星和我們溫暖的藍(lán)色家園相比，真是相形見絀。然而，地球能有今天的風(fēng)光，和幾十億年來生命對地球環(huán)境的改造是分不開的。如果地球上沒有生命出現(xiàn)和繁衍，地球今天會(huì)是什么模樣呢？
火星的模樣!
美國送到火星表面的火星探測車已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了火星上有水的痕跡，比如有些火星礦物只能在水環(huán)境中形成；繞火星飛行的探測器也拍攝了大量的火星照片，上面清晰地顯示了流水沖刷的溝渠模樣。當(dāng)然，這些水的痕跡并不代表火星表面現(xiàn)在還有河流縱橫，火星只不過“曾經(jīng)滄海”，在這個(gè)星球最開始的10億年中，火星表面的確有河流、湖泊，還會(huì)發(fā)洪水，一切都和那時(shí)的兄弟星球——地球的面貌類似。
但是，由于地球上有生物，特別是古老厭氧生物氰細(xì)菌，它們吸收二氧化碳，釋放出氧氣，經(jīng)過復(fù)雜的過程，不僅改變了地球大氣層的成分，還讓地球大氣層變得更濃厚了。反觀火星，始終沒有形成足夠濃厚的大氣層，其大氣壓力只有地球大氣壓力的1/150，在這么低的大氣壓下，火星表面的液態(tài)水會(huì)在很低的溫度沸騰，大部分變成氣體跑掉，其余一點(diǎn)殘存的水分只能轉(zhuǎn)入地下，或成為深藏不露的地下水，或變成地下永凍層。而火星地表則變得永遠(yuǎn)荒涼干燥。
所以，生命并非在被動(dòng)地適應(yīng)環(huán)境，生命實(shí)際上是宇宙最偉大的發(fā)明，它們具有主動(dòng)改造環(huán)境的能力，而且也的確能把環(huán)境改造得更適合自己生活。所以當(dāng)我們看到紅矮星旁行星上的殘酷環(huán)境時(shí)，不必太過悲觀，只要給生命足夠的時(shí)間，它們就可以改天換地，打造出一片樂土。
是的，只要有時(shí)間！時(shí)間是紅矮星旁行星最大的優(yōu)勢，是我們的太陽系和地球絕對無法相比的優(yōu)勢！
同我們的太陽相比，紅矮星體積和質(zhì)量都要小許多，這導(dǎo)致它的內(nèi)部雖然也在發(fā)生核聚變，產(chǎn)生出能量，但核聚變的速度明顯比太陽要慢，紅矮星內(nèi)部的引力也不足，所以不能把氦元素聚合，產(chǎn)生更重的元素，也不可能像太陽暮年時(shí)那樣，會(huì)膨脹成紅巨星。因此，紅矮星的壽命可以達(dá)到幾百億年甚至更長，比宇宙現(xiàn)在137億年的壽命還漫長，所以直到現(xiàn)在，我們在宇宙中還看不到任何一顆死亡的紅矮星。
我們的太陽現(xiàn)在已經(jīng)50億歲了，正到中年，再過50億年的時(shí)光，太陽就壽終正寢了。可是距離太陽系最近的恒星——比鄰星雖然比太陽年長幾億年，在太陽死亡時(shí)它卻還處在其生命的少年時(shí)期，因?yàn)樗褪且活w核聚變緩慢的紅矮星，估計(jì)其壽命可以達(dá)到千億年以上！
紅矮星壽命如此之長，在它雖不強(qiáng)烈、卻足夠持久的光芒照耀下，周圍的行星中誕生生命的可能性，甚至可能比太陽一類的恒星周圍的行星還要大。在我們尋找外星人的活動(dòng)中，其實(shí)我們不要目光只局限在類似太陽的恒星周圍，宇宙中數(shù)量眾多的紅矮星旁邊，同樣對生命敞開了空間。我們不必把望遠(yuǎn)鏡只對準(zhǔn)類似地球的行星，那些和紅矮星靠得很近的行星上，說不定早已是生機(jī)盎然。
該死的耀斑爆發(fā)
等一下，我們會(huì)不會(huì)過于樂觀了？生命若想在紅矮星旁邊安營扎寨，就不得不面對一個(gè)非常要命的問題——紅矮星頻繁的耀斑爆發(fā)。
想不想欣賞一下上萬億顆氫彈爆炸的景象？這一幕當(dāng)然不可能發(fā)生在地球上，小小的地球承受不住這樣的打擊。我說的是恒星的耀斑，也就是恒星表面出現(xiàn)的大爆炸。一次耀斑爆發(fā)釋放的能量非常巨大，會(huì)在幾分鐘內(nèi)向外釋放出大量的輻射，范圍從無線電波到X射線，集中轟炸周圍的行星和衛(wèi)星。
相對來說，我們的太陽還算客氣，它只是偶爾來一次耀斑爆發(fā)，能量釋放也有限。但是紅矮星則不然，它的另一個(gè)名號(hào)叫做“耀星”，其實(shí)說它是“妖星”更合適。耀星出現(xiàn)耀斑爆發(fā)時(shí)，亮度會(huì)在幾分鐘內(nèi)增大幾個(gè)星等（每差1個(gè)星等，亮度差2.5倍）。比如1948年鯨魚座的一顆耀星的亮度在3分鐘內(nèi)增強(qiáng)了11倍之多；在1952年，這顆耀星更是在20秒之內(nèi)亮度就增加了75倍！離太陽系最近的比鄰星是一顆耀星，而第二近的巴納德星，許多學(xué)者懷疑它也是耀星。
為什么暗淡的紅矮星脾氣會(huì)如此暴躁？這還得怪罪它的核聚變。我們已經(jīng)知道，紅矮星由于體積和質(zhì)量小，僅僅剛達(dá)到發(fā)生核聚變的及格線，所以它的核聚變過程不僅緩慢，而且還不穩(wěn)定，于是紅矮星總是時(shí)不時(shí)地來那么一次耀斑爆發(fā)，這對于紅矮星的壽命沒有什么影響，但卻對行星上可能孕育的生命有致命的破壞。
強(qiáng)烈的輻射會(huì)摧毀有機(jī)分子內(nèi)的化學(xué)鍵，讓有機(jī)分子解體，紅矮星旁邊的行星會(huì)在很長的一段時(shí)間里頻繁遭受耀斑爆發(fā)的打擊，行星表面暴露在強(qiáng)烈輻射之下的地方，是不可能允許有機(jī)大分子出現(xiàn)的，因此也就不可能出現(xiàn)生命形式，畢竟生命是由許多有機(jī)大分子構(gòu)成的。
如果生命抵御不了紅矮星的頻繁耀斑，我們在尋找外星人的時(shí)候，只好把所有的紅矮星都排除在外了。
奧里利亞星球
天無絕人之路，耀斑也阻擋不了生命的頑強(qiáng)。讓我們來看看奧里利亞星球上的生物。
這是科學(xué)家假想的一顆星球，它和地球的大小差不多，圍繞銀河系中的一顆紅矮星運(yùn)動(dòng)。這個(gè)假想的世界其實(shí)有一個(gè)比較真實(shí)的版本，那就是距離我們20光年處天秤座方向的一顆恒星和它旁邊的一顆行星。這顆行星是2009年被發(fā)現(xiàn)的，質(zhì)量大概是地球質(zhì)量的7到14倍，算是一顆超級地球，從它和恒星的距離判斷，這顆行星上可能有液態(tài)水。
在假想的奧里利亞星球上，白晝一面和黑夜一面的溫度差造成了永無休止的颶風(fēng)，如果星球上有液態(tài)的水，颶風(fēng)會(huì)在液態(tài)水形成的海洋中掀起巨浪。暴風(fēng)雨灑向陸地，制造出河流和沼澤地，給生命的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。
在我們的地球上，有些生命生活在海底的熱泉附近，比如一些類似小螃蟹的生物。還有一些生物在陰暗、潮濕的洞穴中生活。我們可以有把握地猜測，至少在一部分的紅矮星旁的行星上，會(huì)出現(xiàn)海底熱泉和洞穴環(huán)境。
假如一些生物在洞穴中誕生，它們將有機(jī)會(huì)逐漸適應(yīng)從洞穴深處到洞口的環(huán)境。耀斑爆發(fā)是最大的麻煩，而洞穴生命有充足的時(shí)間去演化出防御結(jié)構(gòu)。比如，這些洞穴中的生命可以演化出不透明的保護(hù)殼，當(dāng)外界環(huán)境突然變得明亮無比時(shí)，它們會(huì)迅速躲入自己的殼中。當(dāng)防御能力逐漸提高后，洞穴生物甚至可以走到洞穴的外面活動(dòng)。
除了洞穴之外，行星的群山中也會(huì)有一些永遠(yuǎn)處于陰影的地區(qū)。別忘了，行星已經(jīng)被紅矮星完全鎖定，站在行星上觀察，天空中的“太陽”是靜止不動(dòng)的。在這些永久陰影地區(qū)會(huì)有一些山峰反射過來的光線，讓生命得以利用，而且在耀斑爆發(fā)時(shí)，這里受到的影響也相對較小，這就給生命提供了災(zāi)難來臨時(shí)的避難之所。
海底熱泉附近的生命可能會(huì)更加艱難，因?yàn)闊崛话阄挥谏詈５牡撞浚m然巨大的水體幫助它們阻擋了耀斑爆發(fā)的輻射，但在熱泉和海面之間，隔著深深的海水，它們沒辦法一步步適應(yīng)環(huán)境，最終沖出海面。難道它們就只能永遠(yuǎn)地在熱泉旁邊“生老病死”嗎？
沒那么悲觀。看看我們地球，在夏威夷群島或者冰島這樣的地區(qū)，島嶼旁邊會(huì)出現(xiàn)一些淺水環(huán)境，如果紅矮星旁的行星上也存在這樣的環(huán)境，海底熱泉生物就有了逐漸適應(yīng)環(huán)境的機(jī)會(huì)。它們可以在淺水區(qū)逐漸磨練自己，演化出抵抗耀斑爆發(fā)的身體結(jié)構(gòu)。當(dāng)能力逐漸增強(qiáng)后，它們最終會(huì)從海洋沖出，走向陸地。
在地球上，許多植物有堅(jiān)韌的表皮層保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)；一些爬行動(dòng)物進(jìn)化出了厚厚的鱗片；即使是哺乳動(dòng)物，在皮膚的表面也有一層死皮，哺乳動(dòng)物的毛發(fā)其實(shí)也是死的。由此可見，生物進(jìn)化出防御結(jié)構(gòu)并不是多么困難的事情，在自然選擇的作用下，沒有防御結(jié)構(gòu)的生物被淘汰，有防御結(jié)構(gòu)的生物存活下去，并把防御結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)揚(yáng)光大。在紅矮星旁邊的行星上，厚厚的鱗片層或者死皮層就可以在耀斑來臨時(shí)保護(hù)動(dòng)物的身體，又不影響它們的日常活動(dòng)。
也許有人會(huì)對紅矮星旁生命的后代擔(dān)心，那些“嬌嫩”的小家伙們能否在猛烈的耀斑爆發(fā)中活下去呢？在地球上，一些動(dòng)物把自己的蛋產(chǎn)在泥土中，后代在泥土中孵化出來。對于紅矮星旁的生物來說，它們的后代可以在泥土或者任何能阻擋耀斑輻射的地方成長，先呆在那里，直到自己也長出了防御結(jié)構(gòu)后，再到陽光普照的地方活動(dòng)。當(dāng)然，也許會(huì)有一些小家伙一出生，身上就自帶了防御結(jié)構(gòu)，即使在出生第一天就遭遇到耀斑襲擊，它們也可以安然無恙。
我們應(yīng)該對紅矮星旁邊出現(xiàn)生命充滿信心。根據(jù)天文學(xué)家的觀點(diǎn)，紅矮星不會(huì)永遠(yuǎn)暴躁，隨著年齡的增大，紅矮星發(fā)生耀斑爆發(fā)的頻率也逐漸下降，直到完全停止。
所以，就算惹不起紅矮星的耀斑，但生命總躲得起吧！那些中老年的紅矮星偶爾還會(huì)有耀斑爆發(fā)，但往往要幾萬年到幾百萬年才會(huì)出現(xiàn)一次，而此時(shí)紅矮星的余生依舊悠長，足以讓旁邊行星上從容演化出生命，讓生命進(jìn)化出智慧生命。
我們會(huì)不會(huì)高估了這些生命對抗耀斑爆發(fā)的能力呢？說實(shí)話，我們并沒有賦予奧里利亞星球的生命什么超能力，只是設(shè)想它們同樣具備一部分地球生物的能力，比如鱗片這樣的防御結(jié)構(gòu)、在泥土中孵化后代的習(xí)性，等等，只要有這些很普通的能力，就足以對抗耀斑了。因此，我們確實(shí)沒有高估它們的能力。
生命在紅矮星旁邊萌發(fā)，注定不會(huì)是一帆風(fēng)順的，行星被鎖定，耀斑頻繁爆發(fā)，要適應(yīng)這樣糟糕的環(huán)境并不容易。但地球早期的生命就容易嗎？早期地球的氧氣含量很低，從天空中傾瀉下來強(qiáng)烈的紫外線，但許多靠呼吸氧氣維生的生物還是生存了下來，并等來了發(fā)展機(jī)遇，還演化出了我們?nèi)祟愡@樣的智慧生命。
也許此時(shí)此刻，在恒星中最大的“民族”——紅矮星旁邊的一些行星上，生命之樹正在萌芽并茁壯成長。既然在紅矮星旁邊，生命完全可以誕生并演化，那么我們完全可以自信地宣布，外星人遍布在宇宙中。
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