TRAPPIST-1系统是跳跃生命的理想选择

今年早些时候，系外星球猎人发现了七颗岩石体，它们围绕矮星TRAPPIST-1旋转，这一发现既提升了希望，又提供了一个新目标，用于了解宇宙中其他地方是否存在生命。现在，哈佛大学的一篇新论文表明，这个人口众多的行星系统也可以测试生命在行星之间跳跃的难易程度，甚至可能结束我们自己作为真正地球之地的不确定性。

几十年来，行星际生命交换的支持者已经想象出一个大致相似的情景 - 陨石或小行星撞击一个支撑生命的星球，抛出含有生活或几乎活着的偷渡者的岩石。

穿越行星际空间，这些物质中的一些最终会影响邻近的行星，在那里成功引入生命或其种子。

被称为panspermia的一些人认为这种污染机制可能是生命在宇宙中分布的最常用方法，甚至提出了地球上所有生命可能都来自其他地方的可能性。

然而，panspermia模型受到不确定性的困扰。冲击产生的强烈热量可能是一个障碍，在行星际空间发现的高浓度宇宙和紫外线也是如此。搭便车的任何东西都需要存活很长时间 - 地球和火星之间的数百万年。

尽管先进的模拟和建模，所有这些不确定性仍然存在。

也许有一种更简单的方法?我们能否通过找到其他地方发生的证据来证明panspermia的有效性?

“如果在单个系统中的行星上检测到相同的生物印记气体，或者如果植被的光谱特征出现在同一波长，那么这可能是一个'吸烟枪'，”哈佛 - 史密森天体物理中心的Manasvi Lingam说，谁相信这些观察结果可能属于未来计划的望远镜的能力，如大型紫外线/光学/红外测量仪(LUVOIR)。

那么在哪里看?Lingam认为TRAPPIST-1可能不是一个糟糕的起点。

确认在系统狭窄可居住区域内轨道运行的三个行星之间的距离比从地球到火星的距离小50倍。

Lingam和他的同事Avi Loeb认为，通过增加交换材料的数量和减少通过危险的行星际空间的旅行时间，这应该有利于panspermia的机会。

“即使有人认为生命的概率很小，但在TRAPPIST-1系统中骰子已经滚动了三次，从而导致更高的成功机会，”勒布说。

为了获得更加坚定的答案，两人“做了数学” - 或者至少是其中的一部分。

在arXiv.org网站上发表的一篇新论文中，Lingam和Loeb使用一个简单的TRAPPIST-1可居住区域力学模型来回答两个问题：如果碎片从一个行星中弹出，它将被捕获的概率是多少一个邻居，这次旅程的平均旅行时间是多少?

“这是两个可量化的机械因素，具有重要的生物学意义，”Lingam说。

他们的模型表明，在TRAPPIST-1系统中，panspermia比地球 - 火星系统更容易发生几个数量级。事实上，他们得出的结论是，大多数M-矮星(我们银河系中最常见的恒星)周围行星系统的拥挤行星轨道越多，意味着离开一个行星并击中另一个行星的岩石比例可能高达1000倍高于地球和火星之间。

对于勒布和林加姆来说，TRAPPIST-1行星的近距离不仅与其他M矮星系统相同，而且还让人联想到地球上的环境，即岛屿，这些环境受到自己的“移民”的影响。

根据岛屿生物地理学和理论生态学的模型，他们认为可能不仅仅是M-矮星周围的panspermia可能性增加，而且可能转移的物种数量增加，生物多样性增加。

但是，这个简单模型存在局限性。

哥伦比亚大学天体生物学主任Caleb Scharf告诫不要假设影响的规模与我们在太阳系中看到的相同。

“在像TRAPPIST-1这样的系统中，行星如此密集，可能没有一群长期小行星或短周期彗星提供弹射物质所需的冲击，并允许在行星之间转移。”

该模型也没有说明生命开始的可能性，并且只能量化影响特定行星的岩石比例，而不是总数。最后，它没有提到复杂的化学生物学，它将支撑生命是否能够在旅行过程的影响中存活下来。

尽管如此，确认TRAPPIST-1相对最佳的panspermia条件可能会对未来产生重大影响。

“如果生命是这个系统中确认，但我们没有发现证据表明胚种论有它转移到另一个星球，这将是很难想象它在远低于合适的系统就像我们自己发生的事情，”林甘说，打击了理论我们自己的火星起源。

虽然未来任何关于TRAPPIST-1或其他M矮星系统的panspermia的发现可能看起来像是在“Lord Mayor's show之后”，但考虑到它会意识到我们并不是唯一一个在宇宙中，它仍然是革命性的在自己的权利。

维护这种生命传播机制将从根本上改变我们对生命如何在宇宙周围分布的理解，并完全改变围绕我们自己的外星起源的任何争论。

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