哈佛科學家:外星文明可藏在球狀星團中,星際通信只需數周或數月

球狀星團(Globular Clusters)是銀河系中最迷人的天體現象之一,將數量驚人的恒星聚集在一個相對較小的空間區域中。在這些緊密結合的星體中,沒有新的恒星,也沒有坍塌的超新星。而且有證據表明,球狀星團可能存在大量行星。

如果是這樣的話,任何在球狀星團內進化的先進外星文明在形成星際社會時都將具有決定性的優勢,因為這些區域的恒星之間的距離將遠小于廣闊的星際空間。發表于arXiv上的一項新研究指出,這可以使星際通信和旅行變得更加容易,有可能使一個「外星文明」遠遠領先于銀河系邊緣區域的人類文明。

球狀星團也有可能出現生命?

什麼是球狀星團?我們都知道,恒星是氣體、塵埃云在重力塌縮下形成的。如果你將可形成大量恒星的塵埃和氣體放進一個瓶子里搖晃,恒星會聚集成球狀星團,其中一些星團可以將多達100萬顆恒星塞進一個3.2光年的區域。它們形成于銀河系歷史的早期,大約在100億年前,而且每個星團的恒星幾乎都是由同一團氣體塵埃云收縮而誕生,所以年齡相差無幾。但因質量不同,演化的程度也不同。如果將太陽與那些恒星相比,太陽還是個‘少年’呀。

迄今為止,天文學家目前已在銀河系中發現約150個球狀星團,其中不需借助于望遠鏡,僅憑肉眼就能看見球狀星團有3個:武仙座球狀星團(M13)、杜鵑座47、半人馬座ω星團(銀河系內已知最大的球狀星團)。

一個星團聚集如此多的恒星,是不是也意味著存在更多的行星?那麼多的行星之中有沒有可能誕生生命呢?其實對于這個問題,此前科學家持否定態度的,否定了球狀星團行星可能存在生命的可能性。

原因有2個:一是球狀星團中的恒星不僅非常古老,而且它們的金屬含量(如鐵和硅)也不如我們的太陽那麼多。行星是從恒星形成的殘余物中誕生的。在球狀星團內部,可能沒有足夠的建筑材料來形成像地球這樣的巖石行星。

二是恒星之間的距離太近,會破壞任何形成行星的軌道的穩定性。比如半人馬座ω星團擁有約1000 萬顆恒星,恒星之間的平均距離約為 0.16光年。在這個距離上,每百萬年左右,每顆恒星都會與鄰近的恒星發生一次近距離接觸,恒星間相互的引力作用,有可能將一顆曾經處于宜居帶的系外行星拋入其恒星系統寒冷的外部領域,或被拋入更近的軌道。

正如地球所示,生命需要數億年才能進化出復雜性,在星團恒星引力牽扯下,行星難以維持生命所需的長期條件。如果生命確實出現了,比如說某種微生物,它很可能會在一百萬年左右的時間內被消滅,無法獲得復雜性并進化成魚類、陸生脊椎動物或具有類似人類智慧的生物。

但研究作者、來自哈佛-史密森天體物理學中心 (CfA) 的天文學家迪斯蒂法諾(Rosanne DiStefano)則有不同看法,她認為這兩種擔憂都被夸大了。

研究指出,科學家已經在恒星周圍發現了巖石系外行星,其金屬含量僅為太陽的十分之一。更重要的是,球狀星團中的主要恒星是暗淡的、長壽的紅矮星(更亮的恒星壽命也更短)。它們承載的任何潛在宜居行星都將在附近運行,那里的溫度適合液態水甚至生命存在,并且相對安全,不會受到恒星相互作用的影響。一旦行星形成,它們就可以存活很長時間。如果有生命在那些古老的球狀星團中的一個類地行星上進化,將成為一個非常古老且比人類更先進的文明。

星際通信可能只需要數周或數月!

考慮到這樣的古老系統可能擁有不僅能夠支持智能生命而且能夠支持先進文明的行星,迪斯蒂法諾團隊認為這樣的文明將沉浸在如此密集的恒星環境中,以至于恒星之間的距離可能小到數百或數千個天文單位(AU)。PS:天文單位指的是地球到太陽的距離。來自太陽的光大約需要八分鐘才能到達我們。我們最近的恒星鄰居,半人馬座阿爾法系統,距離我們大約四光年,這意味著它的光到達地球大約需要四年時間。

但在球狀星團中,兩顆相鄰恒星之間的類似情況更容易克服。在地球和太陽之間距離只有數百倍的情況下,球狀星團中相鄰恒星之間發送的通信可能需要極短的1600分鐘等待時間才能做出響應,而等待時間僅僅超過一個地球日。

根據這項研究,這是一個非常理想的推測案例,因為大多數案例需要數周或數月的星際通信傳輸時間。但是,球狀星團中附近恒星的相互接近也可以為外星文明在災難性滅絕事件中幸存的能力提供明顯的優勢,因為它們穿越到其他世界的距離會更短。

迪斯蒂法諾表示:「以光速的百分之一旅行,我們需要400多年才能到達最近的恒星。如果那顆恒星離得更近 100 倍,則需要四年時間。如果我們生活在一個球狀星團中,我們在星際通信和旅行方面將處于完全不同的境地。」

不過研究模型也表明,整個外星文明雖然不會直接被一波帶走,但是星團每個恒星都更有可能經歷混亂和破壞性時期,附近恒星的引力異常可能會將一個導致世界末日的小行星送到外星文明所在的行星,甚至可能將行星扔到其他恒星軌道。當然,團隊表示不應該太過于想象在這些輝煌的恒星系統中發生的物種進化和先進的外星文明等問題,需要更多的觀測數據來驗證球狀星團是否適合居住。

事實上,目前科學家在球狀星團中只發現出一顆行星,畢竟距離地球最近的球狀星團有數千光年遠,尤其是在星團擁擠的核心中找到行星相當困難。但是有可能在球狀星團的外圍探測到凌日行星,天文學家甚至可能通過引力透鏡發現自由漂浮的行星,其中行星的引力會放大來自背景恒星的光。因此迪斯蒂法諾希望用SETI搜索方法瞄準球狀星團,可能是一個機會,畢竟150個目標遠沒有1000億那麼令人生畏。


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