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170光年外白矮星大气层中发现“生命配方”

170光年外白矮星大气层中发现“生命配方”

科学家发现,一颗距离地球170光年的白矮星可能含有某些形成生命的基础物质。研究者用凯克望远镜在2008年和2014年对这颗恒星进行了观察,哈勃太空望远镜也在2014年对其进行了观测。


这颗白矮星位于牧夫座,其大气层中富含碳和氮,甚至有水的成分。这颗白矮星位于牧夫座,其大气层中富含碳和氮,甚至有水的成分。


科学家发现,一颗距离地球170光年的白矮星可能含有某些形成生命的基础物质。这颗白矮星位于牧夫座,其大气层中富含碳和氮,甚至有水的成分。研究者称,这颗白矮星拥有的行星系统很可能与我们所处的太阳系十分相似,意味着生命形成的某些条件其实并不像以往认为的那么罕有。


该研究由美国加州大学洛杉矶分校的科学家主持,所关注的这颗白矮星被称为“WD 1425+540”。研究者用凯克望远镜在2008年和2014年对这颗恒星进行了观察,哈勃太空望远镜也在2014年对其进行了观测。之后,研究者用光谱仪分析了该恒星大气层的化学组成。


研究人员发现,围绕这颗白矮星运行的一颗微型行星(minor planet)发生过轨道的改变。这一天体的质量是哈雷彗星的10万倍以上,但所含水量只是后者的两倍。研究团队称,该微型行星的轨道变化可能是系统中另一颗行星的引力作用引起的。


由于太靠近白矮星,这颗微型行星被强大的引力场“撕得粉碎”,变成了一堆气体和尘埃。随后,这些残余物质进入了白矮星附近轨道——就像环绕土星的土星环——并最终融入了白矮星的大气层。


正是这些残余物质将构筑生命的基础物质带入了白矮星大气层。研究人员发现了碳、氮、氧和氢元素。“我们知道,氮是一种非常重要的生命元素,”论文第一作者、欧洲南方天文台的许偲艺博士说,“这个独特的天体具有相当丰富的氮,比太阳系中已知的任何天体都要丰富得多。”


论文共同作者、加州大学洛杉矶分校的天文学教授本杰明·泽克曼(Benjamin Zuckerman)说:“这些发现表明,生命形成的一些重要前提条件在宇宙中是很普遍的。”


研究者称,这一系列事件可能发生在10万年前。据估计,该微型行星有大约30%的质量由水和其他冰晶组成,其余70%为岩石物质。这或许是天文学家在太阳系以外发现的第一颗类似柯伊伯带(太阳系边缘主要由小天体组成的圆盘状区域)天体的微型行星。


柯伊伯带距离太阳大约40~50天文单位(最初以地日距离定义,现在将天文单位固定为149,597,870,700米),被认为是太阳系行星形成时激烈碰撞留下的遗迹。据估计,柯伊伯带中具有33000个直径超过60米的天体,包括3颗矮行星。尽管现在看起来相对平静和稳定,但对于未来将到那里探测的新视野号来说,柯伊伯带很可能充满了危险,包括各种看不见的碎屑和或大或小的岩石。


据介绍,这也是天文学家第一次在白矮星大气层中发现氮元素,而富含水冰的岩石星体撞向恒星的情况也非常罕见。白矮星被认为是中、低质量恒星演化阶段的最终产物,具有极强的引力。白矮星大气层中的元素在引力作用下会沉到恒星内核中,无法被望远镜观测到。


“如果其他恒星周围存在的类似柯伊伯带天体也含有水,就像我们现在看到的,那么岩石行星形成时就无需一开始就具有‘生命配方’,”许偲艺说,“我们可以看到,在太阳系以外的这个行星系统中,存在着富含水、氮和碳的微型行星,就类似太阳系中的柯伊伯带。如果地球上的水、氮和碳来自这类天体的撞击,那其他行星系统中的岩石行星也就很可能通过这种方式获得水、氮和碳。”


研究者称,考虑到与这颗白矮星的距离太近,该区域内的岩石行星很可能十分干旱。“我们想知道,其他行星系统中是否也存在着蕴含大量水的柯伊伯带,这些水或许能补充给那些干旱的行星,”论文共同作者、加州大学洛杉矶分校地球化学和宇宙化学教授爱德华·扬(Edward Young)说,“我们的研究显示,这是很有可能的。”


当然,宇宙中是否普遍存在生命还是一个未解之谜。首先,你需要找到一颗体积、质量跟地球差不多的行星,并且它与恒星之间要有比较合适的距离。然而截至目前,我们还没发现这样的行星。

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