恆星大氣中可能有生命存在嗎？

2023-04-01 10:20:14 2

生命，甚至超出人類認知的生命，有可能存在於恆星大氣中嗎？

美國宇航局提供的照片顯示，太陽動態觀測衛星在2012年6月6日從太空拍攝了一張金星穿越太陽表面的高清照片。最後一次穿越發生在2004年，而下一次類似的事件發生在2117年或2125年(照片:美國宇航局太陽動力學天文臺)

不幸的是，如果生命存在於像太陽這樣的恆星大氣中，它肯定會很快變成蒸汽。像太陽這樣的恆星表面溫度高達10000華氏度(約5800開爾文)，高到足以將鐵轉變成懸浮離子並熔化最堅硬的合金。溫度太高，任何生物都無法生存。任何複雜的分子都會立即被燒掉。太陽表面是整個太陽的最低溫度。你進去的越多，你會發現越熱。奇怪的是，太陽的表面稍微向外，但溫度更高。原因不明。因此，如果分子不能存在於太陽表面，生命也不能存在。

這並不意味著大氣中沒有生命的可能，只要我們願意找一個不那麼熱的地方。我們的研究發現，地球大氣層中出人意料地有許多生命形式，漂浮在遙遠的大氣層中。一架颶風偵察機從空的6英裡(10公裡)高度取回了一些氣體樣本，發現裡面有極其密集的細菌和真菌！不是所有的細菌都已經死亡，至少，這是一個好的開始。

地球能量平衡圖，輸入和輸出(數值以W/m2表示)。衛星儀器(CERES)測量反射的太陽光和發射的紅外光的數量。這種能量平衡決定了地球的氣候。

令人驚訝的是，大氣層的位置越高，接收到的來自太陽的高能紫外線就越多。一般來說，紫外線對生命是危險的，這就是為什麼我們應該戴太陽鏡。紫外線輻射的能量足以電離原子和分子，使電子偏離其原始軌道。紫外線會損傷細胞，根據損傷的程度，細胞可能會變異或死亡。對人類來說，紫外線灼傷會導致皮膚細胞加速分化，這是皮膚癌的主要原因。大氣層在阻擋紫外線方面具有重要意義，但是大氣層越高，紫外線輻射越強。離地面6.8英裡的高度空，75%的大氣在腳下，因此這確實是一個極端和不受保護的細菌生存環境。在六英裡高的大氣中發現如此大量的細菌存活且不受紫外線影響，這確實令人意想不到。目前的解釋是，風暴將這些細菌卷進了平流層。細菌的重量很小，可以在空中懸浮很短時間。細菌與灰塵和水蒸氣一起形成雲。

金星探測器著陸器14拍攝的金星表面照片。資料來源:蘇聯，2003年，2004年，唐·米切爾。

從天文學的角度來看，這個難題的有趣之處在於，在地球大氣層中發現細菌可以合理地表明生命可以存在於其他星球的大氣層中。每個人都立即將金星視為可疑物體。金星的高溫高達華氏860度，嚴重的溫室效應，猖獗的火山爆發和酸雨。它是人類非常喜愛的星球。雖然不太準確，但所描述的場景並不是一個適合居住的星球應該是什麼樣子。另一方面，我們並不特別期待在這樣一個星球的表面發現任何生命。畢竟，我們發射的探測器在著陸後幾個小時就被摧毀並融化了。

金星先鋒軌道衛星拍攝的金星雲的紫外線圖像(1979年2月26日)。資料來源:美國航天局

然而，在遠離金星的極其稠密的雲層中，有一層溫度相當溫和。雲層距離金星表面65公裡。氣壓和地球表面的氣壓差不多。在常壓下，溫度接近室溫。對人類來說不幸的是，這個雲層是一個硫酸雨經常落在金星大氣中的區域。這種有毒的酸雨在落到金星表面之前就蒸發了，只留下一個人類難以穿越的災難性大氣層。

snottite/bio蠕蟲是由粘性糊狀物組成的粘性鐘乳石水滴，含有豐富的細菌和美麗的微觀石膏晶體結構。

然而，對於細菌來說，這可能不會立即導致滅絕。地球上的一些極端微生物仍然可以在富含硫化物的酸雨中生存。有一種細菌生活在洞穴裡，聚集成粘稠狀，以硫化物為食，並產生硫酸。這些細菌群被稱為鼻細菌，或者你可以稱它們為鼻細菌，倒掛在洞穴裡。這樣的洞穴對人類來說有點不健康(探險者需要穿上超級耐腐蝕的防護服和防毒面具)，因為他們缺乏氧氣，硫酸雨落在洞穴上。然而，如果溫度和氣壓合適的話，類似的細菌可以在金星的雲層中存活，而不用太擔心無處不在的酸雨。

這種想法不僅適用於金星，儘管因為它離地球最近，我們有足夠的信息，也是最容易探索的。木星也通過了同樣的實驗。無數科幻作家正在探索木星人，他們消滅了雲中的生物。雖然在木星的空範圍內的雲中不可能有水母或鯨魚，但在一些更合適的雲中可能有微生物。

旅行者1號在木星上的紅點照片——1979年3月5日。照片於1998年11月6日被重新處理，並重新輸入到參數代碼為# 93779的MDA錄像機中。這臺機器可以掃描照片。

回到最初關於恆星大氣的問題，光譜顯示恆星光譜中質量最低的是褐矮星——一顆已經失去了大量能夠在其核心引起核聚變反應的質量的恆星。最冷的星星真的很冷。地表溫度低至零下54至9華氏度，這是地球上極端生物能夠生存的臨界溫度。不是所有的棕矮星都合適；我們需要它們儘可能地像木星，也就是說，只有最小的褐矮星才能符合標準。類似木星的行星和不合適的恆星之間的界限是模糊的。然而，根據我們目前對恆星大氣的理解，如果生命能夠在氣態巨星的高層大氣中存活，那麼質量最低的恆星——其數量可能超過地球上的恆星——可能是星際生命的家園。

當然，所有這一切，儘管在邏輯上是可行的，但在我們能夠現場探索和觀察之前，只是一個純粹的心理實驗。利用現有技術設計的一些任務將被用來探索這個主題，這可能讓我們第一次發現地球以外其他星球上的生命跡象。