行星如何才能拥有生命？数量刚刚好的撞击

由于我们没有发现任何外星生命，我们不能确定一个星球必须具备哪些元素来维持生命，但我们可以做出一些合理的猜测:外星生命可能需要水、碳、足够的光和热，但不要太热；重力不能太强，但也应该有大气层。

但是一项新的研究提出了另一个因素:严重的小行星和彗星撞击，而且这个数字一定是正确的。当一个大天体与一颗行星碰撞时，会发生两件事:第一，天体上的物质会增加到行星的质量上；撞击区域周围的部分大气将逃逸到太空。如果撞击足够强烈(比如导致月球形成的那次)，甚至地球另一端的大气层也会被剥离掉一部分。然而，如果一个星球想要成为生命的家园，它必须经历一些冲击的“洗礼”。这些行星最好是中等水平的，也就是说，它们能吸引足够大的撞击，但不会多到失去大气层。

这是因为在地球的大气层中一定有一些“挥发性物质”来孕育生命。挥发性物质是指能在低温下沸腾的化学物质，例如水和二氧化碳。我们所知的所有生命都需要一定量的水和碳来生存。科学家认为，由于这些化学物质的特性，它们对宇宙中任何地方的生命都是必不可少的。

然而，并非所有的行星在开始时都有足够浓度的挥发性物质。恒星年轻时比晚年亮得多。热量足以烤焦可居住区的所有浮尘。这些漂浮的尘埃形成行星后，他们需要从其他地方获取这些挥发性物质。换句话说，它们必须与一些在宇宙中“漫游”的相对较大的天体碰撞。

研究人员发现，中等大小的天体最适合向行星提供挥发性物质，而不剥离它们的大气层。直径在20米到1公里之间的小行星和彗星可以为行星提供大量的挥发性物质，并给行星增加比带走更多的大气层。体积超过这个范围的天体正好相反，经常导致行星失去大量大气。

有些人可能会对这一说法提出质疑，认为这是导致月球形成的巨大影响，但这种事件极为罕见，无需担心。此外，虽然这样的撞击可以改变大气层的组成，但它不会完全剥离地球的大气层。

本文最重要的结论是，较小的“M型”恒星(最常见的恒星类型，黑暗，肉眼无法观察，其中许多是红矮星)不适合支持生命的存在。这个结论意义重大，因为我们发现的许多系外行星可能都围绕着这样的恒星旋转。

由于m类恒星的亮度较低，它们的可居住区必须比太阳离恒星更近。例如，围绕m类恒星旋转的类地行星可能必须到达水恒星的位置才能获得足够的光。更糟糕的是，在这样一颗体积和质量都很小的恒星附近，小行星和彗星会飞得更快，它们对行星的撞击会更猛烈，导致行星大气的大量流失。

这对M级世界的生活来说是个坏消息，但不止如此。除了星际风和离母星太近之外，还有许多因素会使位于M级矮星可居住区的行星无法拥有大气层。

那么，M类世界是完全没有希望的吗？不一定。詹姆斯·韦伯太空望远镜发射后，我们可以通过实际观测来解决这个问题。我们知道，围绕M矮星运行的行星确实有稠密的大气层，如果它们的温度稍高一些，体积也大一些的话，但是对于可居住的行星来说，这仍然是一个问题:它们能有像地球一样稀薄的大气层，而不是像金星一样极其稠密的大气层吗？

这篇论文强调，许多结论都是基于不确定性:生命是在哪里形成的？其他行星系统与太阳系有多相似？在本文的计算过程中，确实存在许多“复杂问题”，但它们呈现的总体趋势非常有趣，而且可能具有重要意义。地球的原始大气非常稠密，富含氮，但是大部分氮在撞击中消失了。作者还在他们的模型中指出，彗星和小行星的撞击可能影响了地球、火星和金星的大气成分。

研究人员表示，今后他们还需要进一步分析如何利用研究结论来解释太阳系的形成，特别是猛烈的天体撞击在太阳系中的作用。

行星怎么会有生命？恰到好处的撞击次数