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似乎越来越多科学家认为,地球上生命的存在和持久性是运气的结果。根据对银河系历史的最新分析,生命出现的最佳时间和地点不在这里或现在,而是在60亿年前的银河系郊区。
这种在空间和时间上的特殊位置将为一个宜居的世界提供最好的保护,防止伽马射线爆发和超新星用致命的辐射轰击太空。
大约在40亿年前,银河系的中部地区(包括太阳系)变得比郊区更安全——即使不如郊区安全,也足以使生命出现。
“我们的研究工作表明,直到六十亿年前,由于银河的高恒星形成率和低金属性,不包括银河系周边行星相对较少的外围地区,行星遭受了许多爆炸事件,能够引发大规模灭绝, ” 英苏布里亚大学和意大利国家天体物理研究所(INAF)的天文学家里卡多·斯皮内利(Riccardo Spinelli)解释说。
宇宙爆炸不是开玩笑。令人难以置信的高能事件,例如伽马射线暴和超新星,使宇宙辐射飞过太空;能量输出如此强烈,导致生命灭绝。
地球也难以幸免。我们整个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。与超新星相比,更罕见但更强大的伽马射线爆发同样具有毁灭性。
这两个事件都与恒星的生命周期有关。当一颗巨大的恒星到达其主要序列寿命的尽头时,即产生超新星;或者,白矮星的增生物质变得不稳定,重燃并进入失控的聚变状态。这两种情况都会导致恒星物质爆炸大量被抛入太空。
伽马射线爆发被认为是从坍塌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,它们可能会发生。我们从未真正在银河系中见过;我们探测到的伽马射线爆发是来自数百万光年以外的其他星系,这是宇宙中最活跃的电磁事件。
科学家认为,4.5亿年前爆发的伽马射线可能在恐龙时代之前就引发了奥陶纪大灭绝。
意大利国家天体物理研究所(INAF)的天文学家吉安卡洛·吉兰达(Giancarlo Ghirlanda)说:“超新星在形成大量恒星的区域更为常见。”
“另一方面,伽马射线爆发更倾向于由重元素吞噬的恒星形成区域。在这些区域中,由贫金属气体形成的大质量恒星由于恒星风在其一生中损失的质量较小。因此,这些恒星能够保持自身快速旋转,这是形成黑洞后强大的射流能够发射的必要条件。”
为了找出最安全的生命宜居场所,研究小组仔细模拟了银河系的演化历史,并注意了最有可能携带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,星系的内部区域将比星系郊区更快地形成。因此,内银河系在恒星形成和宇宙爆炸中会更加活跃。随着时间的流逝,内部区域的恒星形成速度变慢,但在外银河的恒星形成速度却增加。
当宇宙年轻时,它主要充满了氢和氦——这是组成第一批恒星的气体。较重元素是由恒星核聚变合形成的;而重元素则来自超新星爆炸。
随着恒星的生存和死亡,银河系的中部地区变得越来越富含重元素和金属。
反过来,这将减少伽马射线爆发的频率,使中心区域(距银河系中心约6,500至26,000光年)比以前更加安全。
斯皮内利说:“不包括距银河系中心不到6500光年的非中心区域,那里的超新星爆炸更为频繁。我们的研究表明,每个纪元的演化压力主要是由伽玛暴(GRB)决定。”
“尽管它们比超新星事件少得多,但伽玛暴(GRB)能够在更远的距离内造成大规模灭绝:作为最活跃的事件,它们是射程最长的‘火箭筒’。”
尽管银河系的郊区比现在的中部地区更安全,这确实是一个好消息——无论如何对我们来说。根据该小组的分析,在过去的5亿年中,银河的郊区很可能受到了两到五次长伽玛射线暴的灭杀。另一方面,我们的太阳系的位置变得比以往任何时候都更安全。
但是,即使是相对危险和反复暴露于宇宙爆炸中,对我们来说也可能是偶然的。
“我们注意到,当今地球上生命的真实存在表明,物种大灭绝并不一定排除了复杂的生命发展的可能性。” 研究人员在论文中写道,“相反,以正确的速度发生的物种大灭绝可能对我们星球上复杂的生命形式的演变起着举足轻重的作用。”
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