紅矮星周圍的生命長啥樣？

知識 06-21

2100年，周博士駕駛著他最新研製的飛船飛向Trappist-1。Trappist-1是一個遠在40光年之外的恆星系統，其母恆星是一顆紅矮星，有7顆行星，其中3顆位於宜居帶（這3顆行星分別是Trappist-1e、Trappist-1f、Trappist-1g），這3顆行星上面可能存在液態水，那上面還可能有生命存在。但是受到航天技術的限制，自2017年初被確認以來，人們還從未涉足這些行星。周博士此次就是要去看看那些行星上到底有沒有生命，那些生命到底長什麼樣。那麼，像Trappist-1這樣的紅矮星周圍真的可能有生命存在嗎？如果有，那些行星上的生命將會是什麼樣的？

紅矮星照耀下的生命家園

在尋找外星生命的過程中，人們已經意識到，在太空中找到一顆與地球一模一樣的星球可能性非常小，但是如果一顆星球具備某些特定條件，比如有液態水，有適宜的溫度，那麼那裡或許就有生命存在——科學家認為，圍繞紅矮星運行的行星就是其中的候選者（相關內容可參看我刊2009年第9期《宇宙中另類生命搖籃》一文）。更讓人興奮的是，在銀河系中大約就有75%的恆星是紅矮星，這意味著我們找到外星生命的幾率還是很大的。

那麼為什麼科學家認為紅矮星周圍的行星上可能有生命呢？

和太陽一樣，紅矮星處於主序星階段，但是紅矮星質量要小得多，通常只有太陽質量的7%到50%。質量小意味著它們的核聚變反應較弱，其表面溫度也就比太陽低得多，基本上都在4000℃以下，而太陽的表面溫度在6000℃左右。正因為如此，紅矮星周圍的行星即使距離它比較近，行星上的溫度也不會很高，就像Trappist-1。根據科學家的觀測研究，他們認為Trappist-1最遠的行星到母恆星的距離比水星到太陽的距離還近，但是就是在這樣的距離之下，行星上卻仍可能存在大量液態水。

另一方面，由於與母恆星的距離近，因此行星很可能會被潮汐鎖定，始終一面朝向母恆星。潮汐鎖定的好處是在行星上製造了一塊位於向陽和背陰面之間的區域，在那裡溫度不像向陽面那樣熱，也不會像背陰面那樣冷，紫外線也不會那麼強，那裡可能是生命生活的樂土。

此外，紅矮星質量小，溫度低，內部的氫元素核聚變速度緩慢，並且紅矮星的引力也相對較小，內部的壓力和溫度不足以把氦聚合成更重的元素，因此它們不會像太陽那樣膨脹成紅巨星，而是慢慢地等到氫氣耗盡。這個過程相當漫長，這就意味著紅矮星可以長期穩定地存在。據估算，一顆紅矮星要耗盡自身的氫需要長達數百億年的時間，這為生命的誕生和演化提供了足夠的時間。

把自己藏起來的外星植物

看來，紅矮星周圍的行星有可能具備存在生命的條件。而我們都清楚，在不同的星球之上，生命的形式可能是不同的，但是「適者生存」這個原則在不同的星球上應該都是適用的，因此所有的生命根據它們所生活的環境，進化出自己的特點。基於這一點，一些科學家對紅矮星周圍的行星上生存的生命進行了暢想。

那麼，在這樣的星球之上會生活著什麼樣的生命呢？

先來說說植物。圍繞著紅矮星運行的行星即使位於宜居帶，行星之上適合植物生存的環境也不會像地球這樣舒適。紅矮星經常出現耀斑活動，幾分鐘之內紫外線強度會急劇升高，如果生命暴露在這樣的強紫外線下，那麼極有可能會被殺死。在這樣的星球上，植物對陽光可謂是又愛又恨，它們不能離開陽光，但是又不能直面陽光，所以它們可能會生活在靠近背陰面，但仍有陽光照射的地方。但是這樣的區域條件也非常惡劣，冷熱兩半球的溫差會導致那裡常年刮著強勁的風。而耀斑活動時，只要是陽光能照射到的地方也都會受到強烈紫外線的影響。所以為了避免被紫外線殺死和強風的襲擊，那裡的植物可能會在地下生長，或者長得非常低矮，就像蘑菇一樣，大部分結構都藏在地下。此外，在有陽光的地方，水可能大量存在於地下，因此，在地表生長的植物可能像仙人掌那樣，長著肥厚的葉片和粗壯的根系，這樣它們就可以從地下吸收水分，存儲起來以維持生存。

為了繁殖，那些星球上的植物可能也與地球的植物一樣，需要開花結果，但不同的是，紅矮星周圍的行星上可能不會生活著類似地球昆蟲這樣的動物，所以花朵需要在共生微生物的幫助下，完成從開花到結果的過程。而植物生長的地方風很大，強勁的風會把種子吹落在母株的附近，而不是把種子吹到空中然後送到更遠的地方。為了緩解生存資源競爭的問題，那裡的植物中心部位可能有一個特殊的結構，這個結構就像個竹蜻蜓，能將成熟的種子帶到空中，而且這個結構可能還可以感應風向，讓種子隨風飄得更遠。