太陽系位于銀河系的偏遠荒涼之處,是不幸還是幸運?

人類曾經驕傲地認為,天上的太陽、月亮和星星都在以地球為中心運行,但「日心說」的出現卻給人類澆了一盆冷水,而現在的我們都知道,太陽在宇宙中的地位也并不特殊,它只是銀河系這個龐大的星系中的一顆普通的恒星,那太陽系位于銀河系的哪里呢?

上圖為科學家根據已知的觀測數據推測出的銀河系的樣子,以及太陽系在銀河系中的位置,從位置上來看,太陽系所在之處可能算不上偏僻,但如果以恒星密度來看,太陽系其實是位于銀河系的偏遠荒涼之處。

從整體上來看,銀河系的恒星并不是均勻分布的,具體表現為恒星的密度會隨著與銀河系中心的距離的增加而指數級地下降。

觀測數據表明,在距離銀河系中心1秒差距(約3.26光年)的核心區域內,恒星密度可達28.9萬顆/立方光年,距離增加到40秒差距,恒星密度就下降為大約288顆/立方光年,到100秒差距,恒星密度就只有大約2.9顆/立方光年了,而太陽系與銀河系中心之間的距離大約為8000秒差距(約2.6萬光年),在這片區域中,恒星密度已經下降到大約0.004顆/立方光年。

也就是說,太陽系所在區域的恒星密度只有銀河系恒星密度最高的區域的7200萬分之1,完全稱得上是銀河系的偏遠荒涼之處,那這對于人類而言,是不幸還是幸運呢?實際上,這其實是人類的幸運,因為在銀河系的「繁華地帶」中,生命很難長時間地生存。

首先就是過量輻射,這很好理解,恒星多了輻射也就多了,而在過量的輻射下,生命很難生存下去。

然后就是災難性事件,要知道恒星并不會一直都在安靜地「燃燒」,在恒星演化的過程中,時不時地就會發生一些高能事件,特別是那些大質量恒星演化到主序星末期階段時,通常都會發生威力驚人的超新星爆發,并在短時間內釋放出足以與整個星系媲美的能量。

在大約4.45億年前的奧陶紀末期,地球上曾經發生了一次生物大滅絕事件,科學家推測,此次事件的原因很可能就是一束伽馬射線暴擊中了地球,而其源頭則是距離地球大約6000光年外的一次超新星爆發。

在銀河系的偏遠荒涼之處都曾經發生過這樣的災難性事件,那在恒星密集的區域中就更不用說了,盡管超新星爆發并不是經常發生,但如果將時間跨度拉長到上億年的尺度,其發生的次數就不容小覷了,在這樣的環境中,生命根本就無法長時間地存在。

除此之外,引力擾動也是一個大麻煩,對于太陽系而言,最近的恒星也在4.22光年之外,因此其他恒星的引力擾動完全可以忽略不計,而我們知道,引力的大小與距離的平方是反比例關系,所以在恒星密集的區域,恒星之間的引力擾動就會影響到恒星系統之內的穩定。

假如將太陽系置入銀河系的「繁華地帶」之中,那麼其他恒星的引力輕則會擾動太陽系中的彗星、小行星等小天體的運行軌道,使得地球遭到小天體撞擊的風險大幅升高,重則直接影響到八大行星的穩定運行,甚至會引發行星之間的碰撞,或者將地球直接拋出太陽系。

需要指出的是,距離銀河系中心太遠同樣也對生命不利。要知道生命需要大量的重元素,而這些元素絕大多數都是在恒星演化過程中產生的,在恒星消亡的時候,它們就會被釋放出來,而距離銀河系中心越遠,恒星的密度就越低,這種規律對過去的銀河系同樣適用,所以在距離銀河系中心太遠的區域中,其重元素的豐度就不足以支持生命的誕生。

(注:這里的重元素是指比氫和氦更重的元素)

也就是說,銀河系中適合生命的區域既不能離銀河系中心太近,也不能離銀河系中心太遠,根據科學家的估算,這個范圍應該在距離銀河系中心1.3萬光年至3.5萬光年之間(如下圖所示)。

可以看到,太陽系正好就位于這個范圍之中,雖然這里算得上是銀河系的偏遠荒涼之處,但這卻是人類的幸運,如果不是這樣,太陽系中將很難孕育出生命,人類當然也就不會出現在地球上了。

當然了,以上所述只是基于我們碳基生命來講的,而假如宇宙中真的存在其他的生命形式(比如說硅基生命),那就另當別論了。

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