重大发现!比邻星b上有会发光的外星生命?
比邻星是一颗不稳定的恒星，将有害辐射转变成荧光会有助于在比邻星b上生存。太阳会爆发强烈的耀斑，这张图由NASA探测器所拍摄。
供图：NASA
想象一下，一个散发着柔和光芒的世界，为了应对母恒星的猛烈爆发，这里栖息着各种散发荧光的生物。新近发现的比邻星b上或许就是这样一番景象，它围绕着距离太阳最近的恒星比邻星旋转。 比邻星是一颗昏暗的红矮星，或许离它近点不会有太大事，但它的坏脾气可是臭名昭著。比邻星是一颗耀星，以会向太空中喷射大量有害的紫外线和带电粒子而闻名。 我们都知道，正常情况下，遭到可能导致突变的粒子轰击会对生命产生危害。不过，若是比邻星b上存在这样一种外星生命形式：它们演化出发光性的生物盾牌，能将恒星带来的辐射变得没那么致命呢？而且，或许我们能从地球上探测到它们？ “每当耀星耀斑爆发期间，附近的行星就会发光，而且这种变化足够强烈到能被探测到，”康奈尔大学的Jack O’Malley-James说道。他与人合著了一篇新论文来阐述这个想法，并已提交给《天体物理学》期刊。
在这张艺术家绘制的作品中，一颗围绕红矮星旋转的小行星散发出微弱的生物荧光。
绘图：DAVID AGUILAR, ASPEN SKY
长期以来，思考行星生命演化方式的科学家主要将目标定位于类似太阳的恒星，这类恒星较比邻星更平静温暖。直到最近十年，温度更低的昏暗红矮星才进入天体生物学家的视线。 类似比邻星这样的恒星或许多少对行星上的生命并不友善，但它们才是恒星中的多数派，银河系中的红矮星占恒星总数的80%。来自近期系外行星探测的数据显示，红矮星周围的行星状况惊人相似，所以我们有必要认真思考这类恒星附近的潜在生命形式了。 这正是康奈尔大学的O’Malley-James和Lisa Kaltenegger的文章主题。Kaltenegger表示，他们的目标是跳出框架之外，想出各种策略来帮助这些星球上的生命活下去——这对于那些正在搜寻外星人的天文学家而言也将有所帮助。 “我们决定考察更高级的生物体，看看它们有没有什么能在这方面起到帮助的生物机制，”Kaltenegger说道。“在地球上不占主导地位的生命形式或许会成为其他行星上的当红花旦，我们可以利用收集到的光线发现这一点。” 两人开始考虑所有可能出现在行星反射光中的生命的颜色。他们深入考察了海洋生命的奇特世界，地球上的许多海洋生物其实看上去就像是来自外星……于是，他们想到了珊瑚。 在地球上，有的珊瑚会吸收紫外辐射并将之转变成能量较低的光波。它们利用专门的荧光蛋白来吸收紫外线和蓝光，再转变成波长更长的光线重新释放出来。这意味着如果珊瑚被合适的光线照射，其体内的色素就会散发出红色、绿色或橙色的荧光。
印度尼西亚科莫多国家公园附近，荧光珊瑚在海底微微发光。
摄影：REINHARD DIRSCHERL, ULLSTEIN BILD/GETTY
长期以来，思考行星生命演化方式的科学家主要将目标定位于类似太阳的恒星，这类恒星较比邻星更平静温暖。直到最近十年，温度更低的昏暗红矮星才进入天体生物学家的视线。 人们认为，有的珊瑚就是通过这种手段来保护自己和共生藻类不受辐射伤害。但它们并非地球上唯一具有荧光功能的生物体：海龟、鲨鱼、花朵、鱼类和其他生物也能如此，尽管它们也许是利用发光来交流，而非防护辐射。然而不论是出于何种原因，似乎荧光机制在地球上已经完成过多次独立演化。为什么在遥远的外星世界就不会如此呢？ “将生物荧光纳入到对银河系外星生命的搜寻中，这绝对是个很棒的点子，”纽约市立大学的David Gruber说道，他研究的是荧光性海洋生物。“生物荧光在生物学界仍然是一个相对较新的领域。将生物荧光作为搜寻外星生命的一种工具，这个假设可真是让人兴奋。” 如果Kaltenegger和O’Malley-James的理论正确的话，比邻星的耀斑将会“点亮”这样一种生命：它们会在面临压力时发光，并产生可供观测的荧光印记——这种柔和的光芒将意味着我们在浩瀚的宇宙中并不孤单。 “当光线抵达地球时，我们会看到一种可被探测到的临时性颜色变化，”O’Malley-James说道。“通过查看光谱中不同颜色之间的光照强度比值（例如绿色之于红色和蓝色），我们就能找出这颗行星上是哪种颜色在发生变化。” 两人利用计算机建模模拟了一个荧光性生物圈的光线，然后询问现有技术是否能查探到这种光线。在他们的模型中，一颗位于宜居带的行星绕着爆发耀斑的红矮星旋转，其大气状况被设定为与地球类似，然后再改变植被、海洋和云量的数值。他们还加入了少许荧光矿物，想看看能否区分来自矿物和来自生命的光线有何不同。 当模拟行星遇到耀斑爆发时，他们在许多不同情况下都看到了能被未来望远镜区分开来的发光生命信号。 “将生物荧光视为一种生命迹象的点子很棒，”阿德勒天文馆的Lucianne Walkowicz说道。但她也提出，生物荧光信号要想能被探测到的话，需要满足一系列的要求。她表示，荧光蛋白需要比地球上的更高效，而且这类生物几乎得无处不在。就更不用说在红矮星周围的严酷环境中，大气和地表水是何等奢侈了。 “话虽如此，”她说道，“我们确实不知道那种环境下会诞生出什么样的生命。所以，探索宇宙各个角落里潜在的外星生命形式确实有趣又实用。” 虽然这看上去是一种相对简单的方法，但也有需要注意的地方。举个例子，地球上的生物体在面对紫外辐射时还进化出了其他无法被探测到的防护机制，其中最简单的就是潜入地下或海底。美国宇航局的Niki Parenteau对此也有所怀疑，她认为在模拟围绕红矮星旋转的行星生命形式时，更基础和更原始的蛋白质或许要更加现实——例如自动发光的光合色素。 “这是一种更容易演化出现的情形，”她说道，不过这种荧光会更加难以探测。 和所有关于外星生命的猜想一样，荧光生物圈的概念明显还只是一种推测，但它并不算牵强。而且，再也没有比在类地行星上发现会发光的“外星人”更赞的了。 类似比邻星这样的恒星或许多少对行星上的生命并不友善，但它们才是恒星中的多数派，银河系中的红矮星占恒星总数的80%。来自近期系外行星探测的数据显示，红矮星周围的行星状况惊人相似，所以我们有必要认真思考这类恒星附近的潜在生命形式了。 这正是康奈尔大学的O’Malley-James和Lisa Kaltenegger的文章主题。Kaltenegger表示，他们的目标是跳出框架之外，想出各种策略来帮助这些星球上的生命活下去——这对于那些正在搜寻外星人的天文学家而言也将有所帮助。 “我们决定考察更高级的生物体，看看它们有没有什么能在这方面起到帮助的生物机制，”Kaltenegger说道。“在地球上不占主导地位的生命形式或许会成为其他行星上的当红花旦，我们可以利用收集到的光线发现这一点。” 两人开始考虑所有可能出现在行星反射光中的生命的颜色。他们深入考察了海洋生命的奇特世界，地球上的许多海洋生物其实看上去就像是来自外星……于是，他们想到了珊瑚。 在地球上，有的珊瑚会吸收紫外辐射并将之转变成能量较低的光波。它们利用专门的荧光蛋白来吸收紫外线和蓝光，再转变成波长更长的光线重新释放出来。这意味着如果珊瑚被合适的光线照射，其体内的色素就会散发出红色、绿色或橙色的荧光。
撰文：Nadia Drake
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