2021-03-13 01:01

我們已經找到了在銀河系生活的最佳時間和地點……它不在這里

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越來越多的人認為,地球上生命的存在和延續都是純粹的運氣。根據對銀河系歷史的一項新的分析,生命出現的最佳時間和地點不是現在,也不是現在,而是60多億年前,在銀河系的邊緣。

這個時空上的特定位置將為一個適宜居住的世界提供最好的保護,使其免受伽瑪射線爆發和超新星的致命輻射。

大約在40億年前,星系的中心區域(包括太陽系)變得比外圍區域更安全——即使沒有外圍區域那么安全,也足以讓生命出現。

“我們的工作表明,直到60億年前,不包括銀河系外圍地區,相對較少的行星,由于高恒星形成和金屬豐度低、行星受到許多爆炸事件能引發大規模滅絕,”天文學家解釋里卡多。盧卡雷利蘇和國家大學的天體物理學研究所(INAF)在意大利。

宇宙爆炸不是開玩笑的。難以置信的高能事件,如伽馬射線爆發和超新星,將宇宙輻射發射到太空中;如此強烈的輸出可能會對生命造成致命的傷害。

地球也不能幸免。人類歷史上的大規模滅絕都與超新星有關,包括260萬年前的上新世末期滅絕和3.59億年前的泥盆紀末期滅絕。伽瑪射線爆發雖然更為罕見,但比超新星威力更大,也同樣具有毀滅性。

這兩個事件都與恒星的生命周期有關。當一顆大質量恒星達到其主序壽命的末期,或者一顆白矮星的吸積物變得不穩定,重新點燃并開始失控的聚變時,就會發生超新星。這兩種情況都會導致恒星物質向太空大規模爆炸。

伽瑪射線爆發被認為是從坍縮成中子星或黑洞的恒星中噴出的,我們知道,當中子星合并時,伽瑪射線爆發就會發生。我們從來沒有在銀河系中看到過;我們探測到的那些來自數百萬光年之外的星系——宇宙中能量最大的電磁事件。

科學家們認為,4.5億年前的伽馬射線爆發可能引發了奧陶紀大滅絕,那是在恐龍時代之前。

INAF的天文學家吉安卡洛·吉蘭達說:“超新星在恒星形成區域更常見,在那里形成了大質量的恒星。”

另一方面,伽馬射線爆發更傾向于形成恒星的區域,這些區域仍然很少被重元素吞沒。在這些區域,由貧金屬氣體形成的大質量恒星在其生命期間由于恒星風失去的質量較少。因此,這些恒星能夠保持快速旋轉,這是黑洞形成后能夠發射的必要條件,一股強大的噴射流。”

為了找出最安全的生命棲息地,研究小組仔細模擬了銀河系的進化史,關注最有可能孕育超新星或伽馬射線爆發活動的區域的出現。

他們的模型預測,星系的內部區域會比外圍區域形成得更快;因此,銀河系內部在恒星形成和宇宙爆炸中會更加活躍。隨著時間的推移,恒星在星系內部區域的形成速度減慢,但在星系外部區域的形成速度增加。

當宇宙還很年輕的時候,它主要充滿了氫和氦——這些氣體構成了最初的恒星。重元素是由恒星核的融合形成的;以及來自超新星爆炸的重元素。

隨著恒星的誕生和消亡,銀河系中心區域的重元素和金屬變得更加豐富。

反過來,這將降低伽馬射線爆發的頻率,使中心區域——距離銀河系中心約6500到26000光年——比以前更安全。

斯皮內利說:“除了距離銀河系中心不到6500光年的中心區域,在那里超新星爆炸更為頻繁,我們的研究表明,每個時代的演化壓力主要是由grb決定的。”

“盡管它們比超新星罕見得多,但grb能夠從更大的距離引起大規模滅絕:它們是能量最大的事件,是射程最長的火箭筒。”

盡管銀河系的外圍區域曾經比現在的中部區域安全,但無論如何,對我們來說,這個消息確實變得更好了。根據研究小組的分析,在過去的5億年間,銀河系的外圍可能已經被2到5次長伽馬射線爆發所毀滅。另一方面,我們太陽系的位置變得比以往任何時候都安全。

但即使是相對危險和反復暴露在宇宙爆炸中,對我們來說也可能是幸運的。

研究人員在論文中寫道:“我們注意到,今天地球上生命的存在本身表明,大規模滅絕并不一定排除復雜生命發展的可能性。”

“相反,以適當的速度發生的大規模物種滅絕,可能對我們地球上復雜生命形式的進化起到了關鍵作用。”

所以“安全”這個詞或許需要有所保留。

這項研究已經發表在 天文學,天體物理學

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