最适合在银河系开始生活的社区 |广达杂志

至少据我们所知，为了孕育生命，行星必须围绕相对平静和稳定的恒星运行。该行星的轨道也必须接近圆形，因此该行星全年都会经历类似的温暖。而且温度不能太热，以免表面水沸腾；不要太冷，以免水被锁在冰里；但恰到好处，使河流和海洋保持液态。

这些特征定义了恒星周围的“宜居带”，这是寻找适合生命的系外行星的诱人目标。但科学家们越来越多地对整个银河系进行类似的审查。就像拥有不同生物圈的大陆拥有不同的动植物群一样，银河系的不同区域也可能拥有不同的恒星和行星群。银河系动荡的历史意味着并非银河系的所有角落都是一样的，并且只有某些银河系区域可能正好适合形成我们认为可以居住的行星。

说，随着系外行星科学家调整他们关于在哪里寻找外星生命的想法，他们现在正在考虑恒星及其邻居的起源。 杰斯珀尼尔森，哥本哈根大学的天文学家。新的模拟，加上寻找行星和监测数百万颗恒星的卫星的观测，正在描绘不同的星系邻域——甚至可能是不同的星系——如何以不同的方式形成行星。

尼尔森说：“这反过来可以帮助我们更好地了解将望远镜指向何处。”

银河地理

今天，银河系 结构复杂。它的中央超大质量黑洞被“核球”包围，核球是一团厚厚的恒星，其中包含一些银河系最年长的公民。凸起部分被“薄圆盘”包围，在晴朗的漆黑夜晚，您可以看到该结构在头顶上蜿蜒盘旋。大多数恒星，包括太阳，都存在于薄盘的旋臂中，这些旋臂被包含较老恒星的更宽的“厚盘”所包围。暗物质、热气体和一些恒星组成的弥漫的、大部分呈球形的光晕包围了整个建筑。

至少二十年来，科学家们一直想知道这些结构之间的宜居条件是否有所不同。第一项关于银河系宜居性的研究可以追溯到 2004 年，当时澳大利亚科学家 Charles Lineweaver、Yeshe Fenner 和 Brad Gibson 模拟历史 银河系并用它来研究可能在哪里找到宜居带。他们想知道哪些主恒星拥有足够的重元素（如碳和铁）来形成岩石行星，哪些恒星已经存在了足够长的时间来进化复杂的生命，以及哪些恒星（以及任何绕轨道运行的行星）不会受到邻近超新星的影响。他们最终定义了一个“银河宜居带”，这是一个甜甜圈形状的区域，洞的中心位于银河系的中心。该区域的内边界起始于距银河中心约22,000光年处，其外边界终止于距银河中心约29,000光年处。

在此后的二十年里，天文学家试图更精确地定义控制银河系内恒星和行星演化的变量。 凯文·施劳夫曼，约翰·霍普金斯大学的天文学家。例如，他说，行星是在新生恒星周围的尘埃盘中诞生的，简单地说，如果“原行星盘有大量可以形成岩石的物质，那么它就会形成更多的行星。”

银河系的某些区域可能比其他区域更密集地散布着这些行星形成成分，科学家们现在正在努力了解银河系邻域对它们所拥有的行星的影响有多大。

这里有系外行星

在大约 4,000 颗已知的系外行星中，到目前为止，几乎没有什么规则来规定哪些类型的行星居住在哪里；没有恒星系统 看起来很像我们自己的，而且大多数人甚至没有 看起来很像.

尼尔森和他的同事想知道行星在银河系厚盘、薄盘和晕中的形成方式是否不同。一般来说，薄盘恒星比厚盘恒星含有更多的重元素，这意味着它们是从云中生长出来的，而云中也可能含有更多的行星形成成分。尼尔森和他的同事利用欧洲航天局恒星跟踪盖亚卫星的数据，首先根据恒星中某些元素的丰度将恒星分开。然后他们模拟了这些人群中的行星形成。

他们的模拟他们在 10 月份发表的论文表明，气态巨行星和超级地球（最常见的系外行星类型）在薄盘中生长得更加充分，可能是因为（正如预期的那样）这些恒星有更多的建筑材料可供使用。他们还发现，具有更多重元素的年轻恒星总体上往往拥有更多的行星，而且巨行星比小行星更常见。相反，在厚厚的盘和晕中，气态巨行星几乎不存在。

没有参与这项工作的施劳夫曼表示，结果是有道理的。恒星诞生的尘埃和气体的成分对于确定恒星是否会形成行星至关重要。尽管这种构成可能会因地点而异，但他认为，虽然地点可能为明星的世界建设奠定基础，但它可能无法决定最终结果。

尼尔森的模拟是理论上的，但最近的一些观察结果支持了他的发现。

六月，一项使用美国宇航局行星搜寻开普勒太空望远镜数据的研究发现，银河系薄盘中的恒星具有 更多行星尤其是超级地球和亚海王星大小的世界，比厚圆盘中的恒星还要多。一种解释说 杰西·克里斯蒂安森加州理工学院的系外行星科学家、该研究的合著者认为，古老的厚盘恒星可能是在形成行星的成分稀少的时候诞生的，在几代垂死的恒星在宇宙中播种建筑物之前世界块。或者，厚盘恒星可能诞生于密集、高辐射的环境中，那里的湍流根本阻止了婴儿行星的合并。

克里斯蒂安森说，行星在郊区等开放地区可能会比在人口稠密的“城市”地区表现得更好。我们的太阳就位于这样一个人烟稀少的郊区。

其他地球

克里斯蒂安森的调查和尼尔森的模拟是最早研究行星出现作为银河系邻域函数的研究之一。 韦丹·钱德拉哈佛-史密森天体物理中心的天文学家正准备更进一步，研究银河系在成长过程中所消耗的某些星系的行星形成是否可能有所不同。未来，尼尔森希望经过微调的调查和仪器，例如美国宇航局即将推出的南希·格雷斯·罗马太空望远镜，将帮助我们像人口统计学家了解人口一样了解行星的形成。我们能否预测哪些类型的恒星将拥有哪些类型的行星？地球是否更有可能在某些地区形成？如果我们知道往哪里看，我们会发现有什么东西在注视着我们吗？

我们知道我们生活在一个宜居带，一个绕着一颗安静恒星运行的世界。但生命是如何在地球上开始的、何时以及为何开始，是任何科学领域中最大的问题。也许科学家们还应该思考我们恒星的起源故事，甚至是数十亿年前塑造我们银河系一角的恒星祖先的起源故事。

“地球上的生命是不可避免的吗？有什么特别的吗？”钱德拉问道。 “只有当你开始了解全球情况时……你才能开始回答这样的问题。”