近两个世纪以来,科学家们已经推测,生命可以通过流星体,小行星和其他天体传播到整个宇宙中。这种被称为Panspermia的理论基于这样一种七码全年可用,即微生物和生命化学体能够从一个恒星系统运输到另一个恒星系统中存活下来。

哈佛史密森天体物理中心(CfA)的一组研究人员对这一理论进行了扩展,进行了一项研究,该研究考虑了是否可能在银河系上进行panspermia。根据他们创建的模型,他们确定整个银河系(甚至其他星系)可以交换生命所必需的元素。

该研究“ Galactic Panspermia ”最近出现在网上,正在接受皇家天文学会月刊的审阅。该研究由CfA 理论与计算研究所(ITC)的访问学者Idan Ginsburg领导,其中包括Manasvi Lingam和Abraham Loeb-- ITC博士后研究员,ITC主任和Frank B. Baird Jr.主席分别是哈佛大学的科学博士。

一项新的研究扩展了经典的panspermia理论,探讨了生命是否可以在银河系上分布

正如他们提出的研究,过去对大麻症的大部分研究都集中在生命是否可以通过太阳系或邻近恒星分布。更具体地说,这些研究解决了生命可能通过小行星或陨石在火星和地球(或其他太阳体)之间转移的可能性。为了他们的学习,金斯堡和他的同事们投入了更广阔的网络,看着银河系及其他地方。

正如Loeb博士通过电子邮件告诉今日宇宙,这项研究的灵感来自我们太阳系的第一个星际访客 - 小行星'Oumuamua:

“在发现之后,Manasvi Lingam和我写了一篇论文,其中我们展示了像Oumuamua这样的星际物体可以通过它们与木星和太阳的引力相互作用来捕获。太阳系作为一个引力“渔网”,在任何给定时间都包含数千个这种大小的星际物体。这些约束的星际物体可能会从另一个行星系统和太阳系中植入生命。对于双星系统来说,渔网的有效性更大,例如附近的半人马座阿尔法A和B,它们可以在其一生中捕获与地球一样大的物体。

“我们希望大多数物体可能都是岩石,但原则上它们本质上也可能是冰冷的(彗星),”金斯堡补充道。“无论它们是岩石还是冰冷,它们都可以从它们的主机系统中弹出,并可能远离数千光年。特别是银河系的中心可以作为种植银河系的强大引擎。“

艺术家对第一颗星际小行星/彗星的印象,“Oumuamua”。2017年10月19日,夏威夷的Pan-STARRS 1望远镜发现了这一独特的物体。图片来源:ESO / M. Kornmesser

这项研究建立在以前由达特茅斯学院的Wilder实验室的Ginsburg,Loeb和Gary A. Wegner进行的研究的基础上。在2016年发表在皇家天文学会月刊上的一项研究中,他们认为银河系的中心可能是超高速恒星从二元系统中弹出然后被另一个系统捕获的工具。

为了这项研究,该团队创建了一个分析模型,以确定物体在星系上的星系之间交易的可能性。正如勒布解释的那样:

“在新论文中,我们计算了从一个行星系统中喷出的多少岩石物体可以被整个银河系中的另一个捕获。如果生命可以存活一百万年,那么可能有超过一百万个Oumuamua大小的物体被另一个系统捕获并可以在恒星之间转移生命。因此,panspermia并不仅限于太阳系大小的尺度,整个银河系可能会在很远的距离内交换生物成分。“

“[O]你的物理模型计算了银河系中物体的捕获率,这很大程度上取决于速度和可能在物体上传播的生物的寿命,”金斯堡补充说。“之前没有人做过这样的计算,我们觉得这是非常新颖和令人兴奋的。”

由此,他们发现银河泛滥的可能性归结为一些变量。首先,从行星系统喷射的物体的捕获率取决于速度的分散以及捕获物体的大小。其次,生命可以从一个系统分布到另一个系统的概率很大程度上取决于生物的存活寿命。

一位艺术家对超高速恒星的概念已经逃过了银河系。图片来源:NASA

然而,最终他们发现,即使在最坏的情况下,整个银河系也可能在很远的距离内交换生物成分。简而言之,他们确定panspermia在银河系尺度上是可行的,甚至在星系之间也是如此。正如金斯堡所说:

“更容易捕获较小的物体。如果你把土星的卫星土卫二(它本身非常有趣)作为一个例子,我们估计有多达1亿个这样的生命物体可能从一个系统传到另一个系统!同样,我认为重要的是要注意我们的计算是针对带有生命的物体。“

该研究还支持了2014年Loeb和James Guillochon(爱因斯坦与ITC的研究员)进行的两项研究中得出的可能结论。在第一项研究中,Loeb和Guillochon追踪超高速恒星(HVSs)的存在以进行银河系并购这导致他们以半相对论速度离开各自的星系 - 光速的十分之一到三分之一。

在第二项研究中,Guillochon和Loeb确定在星系际空间中存在大约一万亿个HVS,并且超高速恒星可以将它们的行星系统与它们一起带来。因此,这些系统能够将生命(甚至可以采取先进文明的形式)从一个星系传播到另一个星系。

除了小物体(如陨石)之外,生命可以通过星际小行星分布在整个银河系中,并通过恒星系统分布在星系之间。

“原则上,生命甚至可以在星系之间转移,因为一些恒星从银河系中逃逸出来,”勒布说。“几年前,我们向Guillochon展示了宇宙中充满了一团星星,这些星星从星系中射出,速度高达光速的一小部分,通过成对的大质量黑洞(在星系合并期间形成)弹弓。这些恒星可能会在整个宇宙中传递生命。“

就目前而言,这项研究肯定会对我们对生命的理解产生巨大影响。不是来自地球上的陨石,可能来自火星或太阳系中的其他地方,生命所必需的构建块可能完全从另一个恒星系统(或另一个星系)到达地球。

也许有一天,我们将遇到超越我们太阳系的生命,这与我们自己有一些相似之处,至少在基因水平上如此。也许我们甚至可能遇到一些远古(非常遥远)亲戚的先进物种,并集体思考使我们所有人成为可能的基本成分来自哪里。