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科学|寻找绿色“小矮人”



科学|寻找绿色“小矮人”
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像这个艺术家渲染中的那个棕矮星可能是生命的“绿色” 。
这是逾越节晚餐期间 ， 犹太传统隐藏了一块未发酵的面包 ， 被称为“ afikoman”为孩 。 正如孩子们从这次经历中所熟知的那样 ， “在哪里看？”的问题比“我们究竟在寻找什么？”更为紧迫 。 最简单的策略是搜索过去发现afikoman的地方 。 这正是天文学家在寻找外星生命时采用的策略 。 他们目前的搜索策略主要集中在恒星可居住区域的岩石行星上 ， 与迄今为止发现生命的唯一地方一致：地球 。
但像地球这样的地方最有可能找到生命吗？我最近和我的朋友讨论了这个问题 ， 并发现了一个令人惊讶的答案 。 我们所知道的生命存在的大多数地方都可能存在于被称为褐矮星的不太明显的大气中 ， 液体水可能存在于云中微小固体颗粒的表面 。
【科学|寻找绿色“小矮人”】在我们的太阳系内 ， 金星的云被怀疑是60多年的居住地 。 褐矮星是一种小物体 ， 质量高达木星质量的70倍（太阳质量的7％或更多） ， 它们不能燃烧核燃料 ， 因此不断失去内部的热量并冷却到行星温度 。 最常见的褐矮星表面温度与地球相似的时间远远超过地球早期冷却后的生命发展时间 。

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如果褐矮星的大气被伴星的紫外线照射 ， 生命的出现可能会加速 。 在那种情况下 ， 寻找“生命的艺术家”的最佳方法是什么？我们建议寻找“绿矮星” ， 也就是说 ， 表面温度自然会将它们归类为“棕色”的物体的绿色表面不是为了生命的存在 。
地球上植被的一个众所周知的光谱特征是反射光中的“ 红色边缘 ” 。 植物利用光合作用处理营养物质 。 它们的内部化学反应使用可见光和紫外光来破坏化学键并消化必需分子 ， 同时拒绝那些在这个过程中不够有用的红外光子 。 结果 ， 地球上植被覆盖的表面在其反射中表现出作为波长函数的尖锐光谱边缘 。 它反射红外光 ， 好像它是垃圾 ， 吸收较短比长的光 。 承载生命的绿矮星的气氛应该显示出这种光谱特征 。
因此 ， 寻找生命可能比以前想象的更简单 。 首先 ， 人们会寻找在其可居住区域中具有伴生棕矮星的类似太阳的恒星 。 大约一半的星星都有伴星 ， 这些伴星中约有十分之一会有一个可居住的褐矮星 。 总而言之 ， 银河系中应该有数十亿个这样的系统 。 对于任何这些丰富的系统 ， 人们应该在伴侣的频谱中搜索红色边缘 。 由于棕矮星伴侣的大小比地球般的行星大几十倍 ， 它应该比地球反射的星光要长一千倍 。 这将是红边的检测更容易 。
因此 ， 寻找类似太阳的恒星周围的绿矮星可能是我们天文学家的位置最好的选择 。 我们首先在这样的灯柱下更好地寻找生活的钥匙 ， 因为在其他地方找到它会更具挑战性 。
毋庸置疑 ， 发现外星生命会改变我们对宇宙中我们地位的看法 。 但是 ， 在不同于类似地球的行星表面的环境中识别它将使我们也能够确定是否只有一条通向生命的化学路径 。 如果我们发现有关太空化学生命的惊喜 ， 我们将有动力在实验室中生产合成生命的其他变体 ， 对医学具有潜在的重大益处 。

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在哈佛大学的新生研讨会的最后一堂课中 ， 我问学生们是否会选择登上由友好外星人管理的航天器 ， 以便冒险回到外星人的家中 。 大多数学生回答是肯定的 ， 只要他们可以在社交媒体上分享他们独特的经历并与朋友聊聊 。
我没有告诉学生的是 ， 在外星文明中 ， 众所周知 ， 当你的明星去世时 ， 你会使用核反应堆创造你自己的可居住区域以保持温暖 。 所以 ， 外星人的家可能不具备我们世界的绿色美 。 但也有理由希望外星人可能会朝着他们寄主褐矮星的绿云航行 。


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