2021-03-13 01:01

我们已经找到了在银河系生活的最佳时间和地点……它不在这里

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越来越多的人认为,地球上生命的存在和延续都是纯粹的运气。根据对银河系历史的一项新的分析,生命出现的最佳时间和地点不是现在,也不是现在,而是60多亿年前,在银河系的边缘。

这个时空上的特定位置将为一个适宜居住的世界提供最好的保护,使其免受伽玛射线爆发和超新星的致命辐射。

大约在40亿年前,星系的中心区域(包括太阳系)变得比外围区域更安全——即使没有外围区域那么安全,也足以让生命出现。

“我们的工作表明,直到60亿年前,不包括银河系外围地区,相对较少的行星,由于高恒星形成和金属丰度低、行星受到许多爆炸事件能引发大规模灭绝,”天文学家解释里卡多。卢卡雷利苏和国家大学的天体物理学研究所(INAF)在意大利。

宇宙爆炸不是开玩笑的。难以置信的高能事件,如伽马射线爆发和超新星,将宇宙辐射发射到太空中;如此强烈的输出可能会对生命造成致命的伤害。

地球也不能幸免。人类历史上的大规模灭绝都与超新星有关,包括260万年前的上新世末期灭绝和3.59亿年前的泥盆纪末期灭绝。伽玛射线爆发虽然更为罕见,但比超新星威力更大,也同样具有毁灭性。

这两个事件都与恒星的生命周期有关。当一颗大质量恒星达到其主序寿命的末期,或者一颗白矮星的吸积物变得不稳定,重新点燃并开始失控的聚变时,就会发生超新星。这两种情况都会导致恒星物质向太空大规模爆炸。

伽玛射线爆发被认为是从坍缩成中子星或黑洞的恒星中喷出的,我们知道,当中子星合并时,伽玛射线爆发就会发生。我们从来没有在银河系中看到过;我们探测到的那些来自数百万光年之外的星系——宇宙中能量最大的电磁事件。

科学家们认为,4.5亿年前的伽马射线爆发可能引发了奥陶纪大灭绝,那是在恐龙时代之前。

INAF的天文学家吉安卡洛·吉兰达说:“超新星在恒星形成区域更常见,在那里形成了大质量的恒星。”

另一方面,伽马射线爆发更倾向于形成恒星的区域,这些区域仍然很少被重元素吞没。在这些区域,由贫金属气体形成的大质量恒星在其生命期间由于恒星风失去的质量较少。因此,这些恒星能够保持快速旋转,这是黑洞形成后能够发射的必要条件,一股强大的喷射流。”

为了找出最安全的生命栖息地,研究小组仔细模拟了银河系的进化史,关注最有可能孕育超新星或伽马射线爆发活动的区域的出现。

他们的模型预测,星系的内部区域会比外围区域形成得更快;因此,银河系内部在恒星形成和宇宙爆炸中会更加活跃。随着时间的推移,恒星在星系内部区域的形成速度减慢,但在星系外部区域的形成速度增加。

当宇宙还很年轻的时候,它主要充满了氢和氦——这些气体构成了最初的恒星。重元素是由恒星核的融合形成的;以及来自超新星爆炸的重元素。

随着恒星的诞生和消亡,银河系中心区域的重元素和金属变得更加丰富。

反过来,这将降低伽马射线爆发的频率,使中心区域——距离银河系中心约6500到26000光年——比以前更安全。

斯皮内利说:“除了距离银河系中心不到6500光年的中心区域,在那里超新星爆炸更为频繁,我们的研究表明,每个时代的演化压力主要是由grb决定的。”

“尽管它们比超新星罕见得多,但grb能够从更大的距离引起大规模灭绝:它们是能量最大的事件,是射程最长的火箭筒。”

尽管银河系的外围区域曾经比现在的中部区域安全,但无论如何,对我们来说,这个消息确实变得更好了。根据研究小组的分析,在过去的5亿年间,银河系的外围可能已经被2到5次长伽马射线爆发所毁灭。另一方面,我们太阳系的位置变得比以往任何时候都安全。

但即使是相对危险和反复暴露在宇宙爆炸中,对我们来说也可能是幸运的。

研究人员在论文中写道:“我们注意到,今天地球上生命的存在本身表明,大规模灭绝并不一定排除复杂生命发展的可能性。”

“相反,以适当的速度发生的大规模物种灭绝,可能对我们地球上复杂生命形式的进化起到了关键作用。”

所以“安全”这个词或许需要有所保留。

这项研究已经发表在 天文学,天体物理学