越来越多的证据表明,地球上生命的存在和持续存在是最重要的。纯粹运气的结果。根据对银河系历史的最新分析,生命出现的最佳时间和地点不是这里,也不是现在,而是超过 60 亿年前的银河系外围。
空间和时间上的这个特定位置将为宜居世界提供最好的保护,免受伽马射线爆发和超新星的致命辐射。
大约 40 亿年前,银河系的中心区域(包括太阳系)变得比郊区更安全——即使不如郊区那么安全,也足够安全,适合生命的出现。
“我们的研究表明,直到60亿年前,除了行星相对较少的银河系外围区域外,由于恒星形成较多且金属丰度较低,行星遭受了许多能够引发大规模灭绝的爆炸事件, ”天文学家里卡多·斯皮内利解释说因苏布里亚大学和意大利国家天体物理研究所 (INAF) 的合作。
宇宙爆炸可不是开玩笑。伽马射线爆发和超新星等令人难以置信的高能事件会发出宇宙辐射穿过太空;其输出如此强烈,以至于可能致命。
地球也未能幸免。整个历史上的大规模灭绝都与超新星有关,包括260万年前上新世末灭绝和3.59亿年前的晚泥盆世灭绝。伽马射线暴比超新星罕见得多,但威力强大得多,同样具有毁灭性。
这两个事件都与恒星的生命周期有关。当一颗大质量恒星到达其主序寿命的终点,或者白矮星吸积物质变得不稳定、重新点燃并进入失控聚变时,超新星就会发生。这两种情况都会导致恒星物质大规模爆炸进入太空。
伽马射线爆发被认为是从恒星坍缩成中子星或,而我们知道中子星合并时可能会发生。我们从未真正在银河系中见过它;我们探测到的那些来自数百万光年之外的其他星系——宇宙中最具能量的电磁事件。
科学家认为4.5亿年前曾发生过伽马射线爆发可能引发奥陶纪大灭绝,在年龄之前。
“超新星在形成大质量恒星的恒星形成区域更为频繁,”天文学家吉安卡洛·吉尔兰达说国家空军的。
“另一方面,伽马射线爆发更喜欢那些仍然很少被重元素吞噬的恒星形成区域。在这些区域,由贫金属气体形成的大质量恒星在其生命周期中由于恒星风而损失的质量较少。因此,这些恒星能够保持自身快速旋转,这是能够发射的必要条件,一旦已经形成,一股强大的喷射流。”
为了找出最安全的生命地点,研究小组仔细模拟了银河系的演化历史,关注最有可能存在超新星或伽马射线爆发活动的区域的出现。
他们的模型预测,星系内部区域的形成速度比外围区域更快。因此,银河系内部在恒星形成和宇宙爆炸中都会更加活跃。随着时间的推移,星系内部区域的恒星形成速度减慢,但星系外部区域的恒星形成速度却增加。
当宇宙年轻时,它主要充满了氢和氦——第一批恒星的组成气体。较重的元素是由恒星核聚变形成的。和较重的元素仍然来自超新星爆炸。
随着恒星的生存和死亡,银河系中心区域的重元素和金属变得更加丰富。
反过来,这会降低伽马射线爆发的频率,使距离银河系中心约 6,500 至 26,000 光年的中心区域比以前更加安全。
“不包括距离银河系中心不到6500光年的最中心区域,那里的超新星爆炸更加频繁,我们的研究表明,每个时代的进化压力主要由伽玛暴决定。”斯皮内利说。
“尽管伽玛暴比超新星罕见得多,但它们能够在更远的距离引起大规模灭绝:作为能量最高的事件,它们是射程最远的火箭筒。”
尽管银河系的郊区曾经比现在的中部地区更安全,但无论如何,对我们来说,消息确实变得更好了。根据研究小组的分析,在过去的5亿年里,银河系的外围很可能已经被两到五次长时间的伽马射线爆发消毒了。另一方面,我们太阳系的位置变得比以往任何时候都安全。
但即使是相对危险和反复暴露于宇宙爆炸对我们来说也可能是偶然的。
“我们注意到,今天地球上生命的存在表明,大规模灭绝并不一定排除复杂生命发展的可能性,”研究人员在论文中写道。
“相反,以正确的速度发生的大规模灭绝可能在我们家园星球上复杂生命形式的进化中发挥关键作用。”
因此,也许“安全”需要持保留态度。
该研究发表于天文学与天体物理学。