一个有生命星球的“配方”是什么？天文学家还不确定，但除了地球之外还没有发现其他任何星球上有生命。但也有一些有根据的猜测：生命可能需要水、碳和足够的光和热来驱动一个星球，而不是把星球烧成碎片，引力不应该太高，大气也不会造成伤害。但一项新的研究提出了另一个关键因素：需要适量的主要小行星和彗星撞击。剑桥大学天文学家、研究的主要作者马克·怀亚特(Mark Wyatt)表示：
当一个较大天体（小行星和彗星等）撞击行星时，会发生两件事：来自该天体的物质被添加到行星中，以及撞击区域周围的一些大气被踢入太空。在真正巨大的撞击中，比如形成地球卫星月球的撞击，一些大气层也从地球的另一边被踢出，这意味着更多的东西丢失了。但这并不意味着一个想成为一个有生命的世界应该完全忽略这些影响。如果一颗行星要发展出被认为是生命所必需的条件，最好是属于吸收大量主要撞击的中等类别行星，但不要太多以至于会失去了大气层。
这是因为行星几乎需要大气层中的“挥发物”来孕育生命，挥发物是化学物质，如水和二氧化碳，可以在低温下沸腾。我们所知的所有生命都依赖于水和碳来维持基本化学水平，科学家认为，这些化学物质的特性，使得它们成为宇宙中任何地方出现生命所必需的。但并不是所有行星都是从必要的挥发物浓度开始，在生命的早期，恒星要明亮得多。这种额外的光芒足够热，足以烘烤该区域内所有行星上松散的尘埃，这些行星将成为恒星的宜居区（不太热，不太冷的区域）。
这些炎热的早期温度，可能会剥离尘埃中的水和其他挥发物，最终成为适合居住的行星。因此，在行星形成和恒星“降温”之后，这些岩态行星需要从太阳系的其他地方获取挥发物，换句话说，必须要能被一大堆迷路的小天体撞上。研究人员发现，传递挥发物而不剥离行星大气层的最佳候选对象是中等大小的天体。研究人员发现，从60英尺宽(20米)到3300英尺宽(1公里)的小行星和彗星的撞击在传递挥发物方面非常有效，而且往往会增加更多的大气，而不是减少更多。
较大的小行星，直径在1至12英里(2至20公里)之间，能于剥离比所能增加的更多大气。研究发现像形成地球卫星月球的巨大撞击，这样的事件非常罕见，虽然它们可以改变大气的组成，但不会完全消除它。小的“M型”恒星是最常见的一类恒星，太暗而无法用肉眼看到，其中许多是红矮星很可能是不适合生生命的候选恒星。这一点意义重大，因为在这类恒星周围出现了大量可能适合居住的系外行星。对于M型恒星来说，低光度意味着宜居区比像太阳这样的恒星来说，距离上更接近恒星。
为了获得足够的光线，围绕M型恒星旋转的类地行星可能必须像水星与太阳的距离一样接近该恒星。更糟的是，就在一颗小而质量低的恒星旁边，小行星和彗星以更快的速度飞行，并以更戏剧性的速度撞向行星，高速撞击在剥离大气方面更加有效。这对生命来说是个坏消息，而且这并不是使这样的星球上，生命不太可能的唯一因素。牛津大学系外行星大气专家萨拉·鲁格海默(Sarah Rugheimer)表示：围绕M矮星运行的宜居行星，可能没有大气层的原因有很多，包括脱离恒星风，以及行星更靠近它们的宿主恒星。
研究人员认为，最终，我们将在[詹姆斯·韦伯太空望远镜]发射后不久用观察性的方式回答这个问题：围绕M矮星运行的宜居行星有大气吗？我们知道，绕M矮星运行的温度稍高、体积较大的行星确实有较厚大气层。但对于可居住的行星来说，这个问题仍然存在：它们能否保持足够薄的大气层，就像地球而不是金星那样？研究的许多结论都是基于不确定因素：生命在哪里形成？外面的其他恒星系统与太阳系有多少相似之处？没有参与这项研究的密歇根大学行星形成和水专家埃德温·伯金(Edwin Bergin)表示：
同意研究的两位作者观点，即在这篇研究论文背后的计算中存在他所称的“重大复杂性”，但呈现的总体趋势非常有趣，可能是重要的。此前研究表明，地球一开始是从更厚的富含氮大气开始，但由于撞击而失去了大部分。本研究的新模型中提出，彗星和小行星的撞击可能塑造了地球、火星和金星的大气层。沿着这条路，关于这项研究如何解释我们的太阳系，特别是巨大撞击在这里的作用，还有更多的需要了解。其研究还没有发表在同行评议的期刊上，但现已发表在《arXiv》上。
博科园｜文：Rafi Letzter/Live Science
参考期刊《arXiv》
Cite: arXiv:1910.10731
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