沙漠行星真实生存报告：比《沙丘》香料还稀缺的是…水！

美国航天局提到，像‘沙丘’和‘星球大战’这样的沙漠行星是不太可能存在生命的

“即使一颗行星位于宜居带上，但它的储水量很少，那它也会变成一颗不宜居的星球”

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开普勒-16双星系统就像卢克的家乡塔图因一样创造了双重日落。（图源：①美国航天局喷气推进实验室/加州理工学院/T.派尔）

众所周知，科幻小说作家喜欢把他们想象中的外星生命形式的起源设定在理论上的沙漠星球。这些干旱的星球在《沙丘》（Dune）和《星球大战》（Star Wars）等大片在大银幕上占据了主导地位，沙丘以其潜藏在地表下的致命沙虫为背景而闻名。然而，不幸的是，根据美国航天局最近的研究，希望在沙漠世界有生命迹象的粉丝们可能要失望了。

不毛之地阿拉基斯（小说《沙丘》中的地名）的干旱景观，是故事“沙丘”发展的中心地带，在沙漠中住满了成千上万的致命的沙虫。然而即使是在宜居带上的沙漠星球，科学家们也只发现了极少的生物存活，因为这些星球上要么太冷要么太热而无法储存液态水，那么生物就不太可能存活。

根据科学家们在美国地球物理联合在2024年年会上公布的他们的初步研究结果（一篇尚未发表的关于宇航员结论的同行评议论文），他们提到这些行星以剧烈的方式失去了大部分水。

美国航天局宜居世界天文台项目的科学家团队他们的目标旨在寻找遥远太阳系中有外星生命存在的信号，而一颗星球要被认定为宜居星球，最传统的条件就是他的表面必须要有水的存在，但是也有一些你可能想不到的理由。例如，这个团队发现水在阻止星球的温度波动中起到了重要作用。在地球上的生命基本都需要一个几乎稳定的温度才能存活，所以如果其他地方也存在生命应该也和我们的情况差不多。

华盛顿大学的博士生哈斯凯尔·特里格-怀特·贾内拉使用计算机分析追踪了这些沙漠星球的进化历程后在这次谈话中讲到，“这些干旱、干燥的行星在整个宇宙中是很常见的，它们的海洋比地球少得多，我们发现想要保持一个稳定的气候就需要一定数量的水，即使这颗星球在宜居带上，如果水资源太少，他也会转变为不宜居的地方。”

水资源难题

研究团队得出结论，像地球这样拥有大量水的行星在气候方面往往能保持稳定大约45亿年。科学家们提出，拥有少量水的星球最终会失去这些水，并且气候变得不稳定。他们解释道星球表面水覆盖低于表面10%的星球是特别高风险的。

大多数高温但是表面有水的星球，通常有雨云来帮助调节大气层中的二氧化碳，从而使其冷却。科学家认为失去一定数量的水，可以降低碳循环的分解，硅酸盐的风化作用阻止了大气中二氧化碳的移除，地球经历过失控的气候变化，同样的过程被科学家认为也发生在金星上，金星可能曾经是适合居住的星球。

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科学家认为，随着太阳活动的加剧，金星的海洋蒸发了，蒸发的水作为一种强大的温室气体，使金星气候变暖。如果其他可能适合居住的沙漠世界像金星一样失去了水，那么这些行星上就不太可能有生命存活下来。例如，《星球大战》中的爪哇人和塔斯肯突袭者就无法在沙土覆盖的塔图因星球上进化（除非他们在塔图因星球已经变成沙漠世界之后到达，然后想出如何适应）

然而，重申一下，我们对外星生命的预测是基于我们对地球进化的理解，我们仍然不能完全理解行星变得更像沙漠的过程。火星的“绿色陨石坑”周围有沙丘，但它实际上不是一个沙质行星，例如，土星的卫星土卫六覆盖着由有机物组成的深色沙子。美国宇航局希望通过计划于2028年进行的“蜻蜓”任务来了解更多关于后者的信息，但到目前为止，它的复杂性仍然是个谜。

沙丘的科学

我们在《沙丘》中得知，阿拉基斯在距离地球大约310光年的地方围绕着一颗名叫Canopus（船底座α星）的短寿命的恒星运行。像Canopus（船底座α星）这样明亮的巨星通常只持续几亿年就会燃烧殆尽，而在地球上的生命需要大约8亿年的时间才进化出来，因此在Canopus（船底座α星）周围进化出生命的可能性不大。

深入小说，我们知道了沙虫（轻微剧透警告）是作为浮游生物引入的入侵物种，后来进化成了主角们口中的沙鳟，最终导致了生物圈的崩溃。当他们成为完全体的沙虫时，它们会把地面上的水困在地下，把阿拉基斯的表面变成沙漠，创造出“香料混合物”，使这一故事中的太空旅行成为可能。

在《沙丘的科学》（The Science of Dune）一书中，展示了生命如何在像阿拉基斯这样的星球上生存和进化的科学，行星物理学家凯文·格拉齐尔推测，沙鳟鱼本身不会产生这种香料混合物，这种香料混合物是由地下深处的一种真菌产生的——他们维持着一种共生关系，就像切叶蚁培育真菌作为食物一样。他认为，这也可以解释混合香料的致幻特性。

从弗兰克·赫伯特系列的第三部小说《沙丘的孩子》中，人们了解到沙虫不是本地的，而是从另一个星球带到阿拉基斯的——虽然没有说明这是意外还是故意的。如果地球环境化的过程类似于可观测的系外行星失去水分时发生的情况，那么美国宇航局的研究表明，没有生物会存活下来——但由于我们对沙虫的起源知之甚少，比如它们是自然产生的还是基因工程的都是无法确定的。

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然而，乔治·卢卡斯却没有这样的借口，因为塔图因是卢克·天行者的沙漠家园，也是该系列的主要地点。这颗行星是当地居民的家园，如大腹鼠、班塔、萨拉克和克拉特龙，这些生物可能无法在美国宇航局发现的沙漠化过程中幸存下来。

怀特-贾内拉说：“总之，（这些类型的）科幻小说世界可能不是真实的。所以我对那些粉丝们感到抱歉。”

①NASA/JPL-Caltech/T. Pyle 是多个科研项目中常见的署名组合，通常代表美国宇航局（NASA）、其下属的喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory, JPL）、加州理工学院（Caltech）以及科学家或图像处理专家 T. Pyle 的合作成果。T. Pyle 作为科学可视化领域的专家，参与了多个项目的图像渲染与设计，例如：系外行星探索：为开普勒太空望远镜（Kepler）等任务制作系外行星系统的艺术概念图，帮助公众直观理解遥远天体的特征。天文图像处理：使用软件（如After Effects）处理望远镜数据，生成高分辨率的天体图像，例如银河系、星云等。科普传播：其作品被广泛用于NASA官方新闻稿、科普文章及纪录片，提升公众对太空探索的兴趣

BY:Tom Brown

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