我們都是地球上的生命

藝術(shù)家假想的原始太陽(yáng)系

我們都是地球上的生命，那么地球上的生命是從何而來？就像人類的先祖一樣，追根溯源，刨根問底是人類的本性。目前除了我們這個(gè)星球，宇宙中的任何地方都沒有擁有生命的證據(jù)，更不用說智慧或者文明了。地球是孕育生命的搖籃，太陽(yáng)系同樣也是孕育生命的搖籃。

在太陽(yáng)系內(nèi)部，星際塵埃、彗星和不時(shí)撞擊地球的隕石中都有復(fù)雜的有機(jī)分子。這類化合物自然形成于星際空間中，這對(duì)我們意義重大。正如我們所知，生命是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞主要由對(duì)生命至關(guān)重要的液態(tài)水組成。

實(shí)驗(yàn)表明，在必要的條件下，在行星大氣內(nèi)部和行星表面形成大量有機(jī)化合物是比較簡(jiǎn)單的。因此，太陽(yáng)系中的彗星和隕石會(huì)不斷增加行星表面的供應(yīng)，它們會(huì)永遠(yuǎn)為一顆星球供給有機(jī)分子，這也是我們目前所知的原始有機(jī)物的唯一來源。

生命起源與太陽(yáng)系演化

為了探索起源，我們需要了解彗星中的有機(jī)物是如何自然產(chǎn)生的，表面有什么化學(xué)反應(yīng)？還有巖石星球是如何成為有機(jī)物搖籃的呢？所有的探索都指向了一個(gè)目標(biāo)，那就是我們的太陽(yáng)系，了解太陽(yáng)系的起源就可以了解地球的起源，了解太陽(yáng)系中彗星的性質(zhì)，就可以尋找生命的起源。

根據(jù)目前的估計(jì)，宇宙大約有130億年至138億年的歷史，但是我們太陽(yáng)系中的太陽(yáng)、行星、小行星和彗星要年輕得多，年齡大約有45.5億年?，F(xiàn)代天文學(xué)家利用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬了我們的銀河系，也模擬了銀河系中毫不起眼的原始太陽(yáng)系。距離我們較近的一次超新星爆炸將新的物質(zhì)和大量能量爆炸噴射到云層中之外，超新星爆炸的巨大影響導(dǎo)致我們的原始太陽(yáng)系內(nèi)部開始坍塌。

大部分物質(zhì)凝聚在太陽(yáng)系的中心，形成一個(gè)新的恒星，塵埃顆粒在被稱為吸積的過程中通過靜電和重力吸引而碰撞，最終聚集在一起，這個(gè)理論也叫作核心吸積模型。而在太陽(yáng)周圍，多余的星塵形成了一顆一顆的星球。計(jì)算機(jī)模型顯示，在短短幾百萬(wàn)年內(nèi)，我們的原始太陽(yáng)周圍就有了數(shù)千個(gè)比月球還小很多的“行星”。

熔巖狀態(tài)的星球渲染圖

這些“星球”在隨后的時(shí)間內(nèi)合并成更大的單位，我們現(xiàn)在看到的這些單位就是當(dāng)時(shí)小星球合并的結(jié)果。所以在這個(gè)時(shí)代里，太陽(yáng)系內(nèi)部處處充滿了“暴力”，不斷的吞并吸引形成了新的行星。新的行星將繼續(xù)受到小行星大小的天體的轟擊，時(shí)間可能有幾百萬(wàn)年。有時(shí)，行星可能被一些巨大的小行星碎片撞擊，數(shù)據(jù)模擬顯示一個(gè)比火星更大的天體可能在地球剛形成就撞上了地球，這是我們的地球擁有23°傾斜的原因，這也是我們擁有一年四季的原因。如果沒有四季，對(duì)地球生命的影響極大。

太陽(yáng)系演化結(jié)構(gòu)

地球是太陽(yáng)系內(nèi)部四個(gè)巖石行星之一。金星和地球的大小差不多，而火星和水星要小得多。它們都是以同樣的方式形成的，而且很有可能，它們都在撞擊時(shí)代遭到了其他天體猛烈的撞擊。所有的巖石行星在形成之初很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)表面都是非常熱的，還有許多活火山和巖漿。最終一層一層包裹冷卻形成了由鐵和其他金屬構(gòu)成的行星核心，這是我們地球磁場(chǎng)的來源，如果星球沒有磁場(chǎng)，就不會(huì)有大氣，沒有大氣就不會(huì)有生命。

開普勒90恒星級(jí)結(jié)構(gòu)與太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)對(duì)比

其實(shí)我們的太陽(yáng)系和地球一樣，擁有不同類型的個(gè)體，在地球上，我們可以看到山脈，河流，海洋，云朵，戈壁等等地貌。在太陽(yáng)中我們也可以看到巖石星球，小行星，彗星，氣態(tài)星球等等類型的天體。那么氣態(tài)星球是如何形成的呢？

原始太陽(yáng)和周邊星塵塌縮到一定程度后，周圍區(qū)域開始冷卻，靠近太陽(yáng)的星塵，溫度很高，所以礦物和金屬星球就形成了。在遠(yuǎn)離太陽(yáng)熱量的星盤（原始太陽(yáng)結(jié)構(gòu)和星塵的統(tǒng)稱）邊緣，形成了較多的揮發(fā)性固體，如冰和氨水。

以木星為首的太陽(yáng)系氣態(tài)星球

在距離原始太陽(yáng)較遠(yuǎn)的區(qū)域也在繼續(xù)冷卻，這些旋轉(zhuǎn)的冰和氨固體聚集在一起形成了更大質(zhì)量的天體。漸漸地，它們變得越來越大，幾乎把剩下所有殘留的星塵都帶走了，直到它們成長(zhǎng)為我們今天認(rèn)識(shí)的氣態(tài)行星。

更遠(yuǎn)的太陽(yáng)系，人類的極限所在

如果我們縱觀太陽(yáng)系，可以說是四個(gè)巖石星球加四個(gè)氣態(tài)星球，火星和木星之間還有一個(gè)小行星帶。到達(dá)海王星軌道的我們其實(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有超過太陽(yáng)系，在海王星軌道之外還有一個(gè)柯伊伯帶，柯伊伯帶內(nèi)部都是在太陽(yáng)系早期無(wú)法聚集的碎片結(jié)構(gòu)，它們飄散在太陽(yáng)系外圍。

星球渲染圖，大多數(shù)星球都擁有自己的衛(wèi)星

說到太陽(yáng)系的外結(jié)構(gòu)不得不說的探測(cè)器就是旅行者號(hào)探測(cè)器了，現(xiàn)在旅行者號(hào)探測(cè)器到達(dá)了比柯伊伯帶更遙遠(yuǎn)的區(qū)域，也就是太陽(yáng)風(fēng)活動(dòng)區(qū)域的最后范圍——日球?qū)印?/p>

通過分析探測(cè)器發(fā)回的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們得出了圍繞太陽(yáng)的日球?qū)拥男螤?。這兩艘宇宙飛船現(xiàn)在距離地球超過160億千米。雖然科學(xué)家沒有很好的定量概念，但是可以確定的是太陽(yáng)風(fēng)和電離等離子體在太陽(yáng)系外圍組成了一個(gè)“氣泡”，這個(gè)氣泡為我們組成了一個(gè)等離子墻壁，保護(hù)我們免受星際粒子的攻擊。

旅行者一號(hào)和旅行者二號(hào)所在位置示意圖，藍(lán)色起源為太陽(yáng)風(fēng)影響區(qū)域，旅行者號(hào)左方藍(lán)色區(qū)域是日球?qū)禹?/p>

等離子體由帶電粒子和氣體組成，數(shù)據(jù)表明航天器正從具有溫度高而低密度等離子體特征的環(huán)境中經(jīng)過，進(jìn)入星際空間中溫度低而高密度等離子體的區(qū)域。研究結(jié)果表明，日光層是對(duì)稱的，至少在旅行者號(hào)航天器穿過的兩個(gè)點(diǎn)上是對(duì)稱的。研究人員表示，這些點(diǎn)與太陽(yáng)的距離幾乎相同。

很多科學(xué)家認(rèn)為太陽(yáng)系到日球?qū)咏Y(jié)構(gòu)就已經(jīng)到達(dá)了邊緣，但是也有一些科學(xué)家認(rèn)為日球?qū)又庥幸粋€(gè)名叫奧爾特云的結(jié)構(gòu)。奧爾特云被認(rèn)為是一個(gè)巨大的球形外殼，圍繞著太陽(yáng)、行星和柯伊伯帶天體。它就像我們太陽(yáng)系周圍的一個(gè)大而厚的氣泡，由數(shù)萬(wàn)億冰冷的彗星狀物體組成。

藝術(shù)家根據(jù)科學(xué)數(shù)據(jù)繪制的太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)圖，奧爾特云為假設(shè)理論

奧爾特云是推測(cè)中太陽(yáng)系最遙遠(yuǎn)的區(qū)域和結(jié)構(gòu)，奧爾特云的邊緣距離我們的太陽(yáng)很遠(yuǎn)，范圍極大，要了解奧爾特云的范圍，我們需要了解一個(gè)名叫AU的單位，AU表示為地球和太陽(yáng)之間的距離，1 AU大約可以表示為1.5億公里。奧爾特云的內(nèi)半徑可能距太陽(yáng)有2000AU至5000AU之間，而外半徑則位于距太陽(yáng)10000AU至100000AU天文單位之間。

當(dāng)光線離開太陽(yáng)時(shí)，到達(dá)地球需要8分鐘多一點(diǎn)，到達(dá)海王星的軌道大約需要4.5小時(shí)。在經(jīng)過海王星軌道后不到三個(gè)小時(shí)，太陽(yáng)的光線可以穿過柯伊伯帶的外緣。

奧爾特云和柯伊伯帶

又過了12個(gè)小時(shí)，陽(yáng)光到達(dá)日球?qū)禹敳?，在這個(gè)邊界之外是星際空間，在那里太陽(yáng)的磁場(chǎng)就不會(huì)影響任何物體了，而此時(shí)太陽(yáng)光現(xiàn)在已經(jīng)離開太陽(yáng)大約17個(gè)小時(shí)了，這個(gè)時(shí)候太陽(yáng)光可能才剛剛或者還未到達(dá)假設(shè)的奧爾特云邊緣。

面對(duì)如此巨大的太陽(yáng)系，人類很迷茫，面對(duì)太陽(yáng)系中完全不同的星球，人類更迷茫。灼熱地獄的金星，星球密度極高的水星，唯一擁有生命的地球，曾經(jīng)的宜居之地火星等等，人類還需要探索很多。

太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)直觀圖片

在追根溯源的同時(shí)，我們逐漸了解到太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)的巨大，從八大星球軌道到柯伊伯帶，再到日球?qū)由踔良僭O(shè)的奧爾特云。我們知之甚少，尤其是日球?qū)雍蛫W爾特云。到達(dá)日球?qū)拥娜祟惡教炱饕仓挥新眯姓咭惶?hào)和旅行者二號(hào)，再過幾年，旅行者號(hào)就要完全休息了，屆時(shí)將不會(huì)傳回任何數(shù)據(jù)……

但是人類的探索不會(huì)停歇，在未來，我們一定可以尋找到太陽(yáng)系未解之謎的答案，進(jìn)一步尋找到生命起源的答案。