宇宙射线可能是冰冷卫星、火星甚至在恒星之间游荡的流浪行星上生命的重要能量来源;科学家们说,这种现象可能会在其他一些已知最冷、最黑暗的世界中创造一个“辐射宜居区”。
“要使这种机制起作用,你只需要一个没有或只有稀薄大气层的行星表面,而不管它离恒星的距离如何,”纽约大学阿布扎比分校的迪米特拉·阿特里告诉Space.com。“这将扩大生命存在于遥远和黑暗世界中的可能性。”
通常,生命主要从阳光中获取生化能量。然而,也有例外。例如,生命可以存在于阳光无法照射的海底。在那里,热液喷口将热能和化学能泵入海洋。与此同时,生活在地球岩石表面以下几公里处的嗜极微生物以氢、甲烷、硫和氨为食,新陈代谢非常缓慢。
这些例外情况指出了生命如何在与我们不同的世界中生存,例如像这样的行星,或者在冰冷卫星的海洋中,例如土卫二和木卫二。现在,由阿特里领导的一个研究小组发现了一种生命可能获得能量以在黑暗中生存的新方法:宇宙射线。
什么是宇宙射线?
宇宙射线是起源于太阳系之外的能量粒子。它们的具体来源尚不确定——超新星残骸和活跃星系核被认为是两个可能的来源——但我们所知的是,宇宙射线通常是带电粒子,如电子和质子,或原子核,如氦核。宇宙射线通常也被认为是电离辐射,它会对生物细胞和DNA产生不利影响。
然而,也许宇宙射线对所有生命来说并非坏事。事实上,正如阿特里所说,在某些环境中,它们可能是必不可少的。一张动画的静态图像,显示了日球层(我们太阳的磁气泡)大小的变化如何影响到达地球的宇宙射线的数量。当日球层膨胀时,它会阻挡更多的宇宙射线,而当它收缩时,更多的宇宙射线会穿透并影响宇航员和卫星。
宇宙射线以接近光速的速度移动,它们具有足够的能量,如果它们到达没有磁场来偏转它们,并且没有厚大气层来吸收它们的行星体,就可以穿透几英尺进入地面。在地球上,我们相对安全,因为我们的行星确实有一个强大的磁场(尽管从技术上讲,经常乘坐飞机的人更容易接触到它们)。然而,火星的大气层很薄,而且没有磁场,而木星和土星的卫星,除了大气层,更容易受到宇宙射线的照射。