讨论一下星系适居性

现在讨论适居性多数还是基于行星和恒星,MS很少考虑星系环境的,本人就在这开贴讨论一下...
1.不同金属量的星系对形成生命的影响(比如对比银河系和LMC...)
2.恒星在星系的不同位置(核球,星系盘,星系晕)对形成生命的影响
3.恒星与星系中心的距离及轨道偏心率对生命的影响
4.处在弥漫星云中对生命有无影响?
5.处在疏散星团或球状星团中对生命有无影响?
6.活动星系核对外围恒星的生命有无影响?
7.星系际恒星能否孕育行星系统和生命?

简单一句话，我们太阳所在的位置，就是最适合生命存在的位置。

但是，这些都是以我们地球人类的眼光在看宇宙的结果。可以说，银河系的宜居带并不宽，太阳这样的恒星虽然多，但刚好是单颗恒星的、又在宜居带的类太阳恒星也不是很多，然后太阳系实在极为特殊，再如果算上地月系的超级特殊性，既使从天文角度看，这样的行星已经不多了。

然后，假如最低级生命演化到智慧生命不是必然进程而是比地月系统更为特殊的偶然事件的话，这样得出银河系中只有我们也不算十分的不可思议。

然而，一旦智慧生命做大了、突破性发展了，整个银河系都可以去得，也可以取得。

1、对于自然的生命演化而言，碳基生命天然具有比硅基生命更强的发生可能性。理由很简单，Si键本身的稳定性就不如C键，而且在形成天然大分子能力上，C远远强于Si。在高温环境下，C键当然不稳定，但Si键一样会被破坏。
低温下，C键还有大量的有机物能够活动，而Si键的大分子早已彻底固化。

2、从重元素分布看，C、O是仅次于H、He的最丰富元素，而其余元素主要靠超新星爆发，一部分靠红巨星的后期核合成（缓慢的S过程）。这样在没有足够PISN爆发条件下，星系中累积重元素需要很长时间，当然一个大的星系相对来说具有更好的环境支持重元素的累积。
像LMC这样的星系，首先重元素含量相对小于银河系，其次由于强烈的引力扰动等，星系环境是很难稳定的，这样对生命的后续演化是不利的。

关于星系的特殊性，我这里要特别提一下银河系的特殊性。这方面相关的文献我倒是没怎么看到。

我们可以注意到，本星系群在整个室女座超星系团中，并不是处于中心位置，实际上是处于非常边缘的位置。这样我们的几个大星系在形成到现在，虽然也经历过很多的星系合并，但并没有像NGC 4038/39那样，出现剧烈的星系合并，虽然M31中央的黑洞质量很大，但银河系中央黑洞质量仅为400万个太阳质量，在如此大型的漩涡星系中，是很罕见的，甚至可能是已知的孤例。同时，M33中心到现在貌似还没发现超级黑洞。这说明它们的形成主要是通过稳定的引力吸积壮大的。
像银河系这样具有120亿年以上的历史却没有经历剧烈合并的星系，实在很罕见。

星系晕中主要的就是球状星团。
核球区和球状星团内部，就别指望生命可能了。因为环境过于恶劣，超强的辐射和极不稳定的引力扰动，行星就算勉强形成了，也不可能稳定的。
星系盘中，按重元素的分布，边缘区域明显少，核球区域相对多。合适区域就是太阳所在的。

恒星的轨道，大部分盘中的都是近圆形的。偏心率太大的，假如会经过核球区附近，遭到其他恒星的近距离扰动可能性大增。

恒星都是在星云中成群诞生的。太阳也不例外。
所以从星云中诞生，经历过疏散星团或星协的过程，最后成为单独恒星，本来就是我们太阳系的早期演化过程。

另外，很可能正是早期星团中蓝巨星的辐射，不早不晚地吹散了太阳原行星盘中的剩余气体，使太阳系刚好只形成了两颗类木大行星。假如有三颗大行星，互相之间的引力扰动，会使其中一颗撞向太阳；假如有多余的气体，引力潮汐也会使大行星减速内迁；假如只有一颗木星，形成后它将一路向太阳移动，把所有的内太阳系星子全部扫荡出去。
正是土星的拖拽，把木星从小行星带拉回，使地球成为内太阳系老大；正是木星、土星的轨道外迁，产生了后期重轰炸，大量的彗星和小行星为地球表面重新带来了水和无数的有机物。

反正太阳系就是如此神奇，从极度混乱到现在的井然有序。

简单点说，假如人类可以接近光速在宇宙旅行，而且人类不会衰亡，要不了100万年就能征服银河系。而对于银河系只是一瞬，可以说今后银河系将经历一次人类带来的巨大改变。

回复 7# sonic5188

无需这么快，以0.1倍光速，最多也不过100万年。即使是0.01倍光速，500万年后也将占据银河系的大部分区域。事实上，假如人类真的能发展下去，100万年后理论上能扩散到整个星系。

那时的问题就该是怎么与自然和 谐共处、长存，或者是考虑如何扭转宇宙的膨胀规律。

回复 8# gohomeman1


    还有更好玩的设想，思想实验吗，呵呵。

    晚期智人(也就是我们)从非洲出发到遍布地球(除南极)整整用了4万年，而迁徙路线(忽略折返)最长的达到40000公里。

    就是说用了2000代人，平均每代人移动扩张20公里，每年1公里，人类步行速度5公里/小时，迁徙效率很低。

    假如地球无限大，现代人平均移动速度如果拿汽车来算是50公里，飞机则是500公里，

    即便是原始人的迁徙效率，中途要搭帐篷休息，寻找水源。。。每年都可以扩张10-100公里，

    如果效率提高10倍的话，也就是每年可以迁徙1000公里，中国目前的打工移民速度似乎也可印证这点。

    当然这只是理论上的，实际上地球体积有限，所以我们永远也不能以这个速度连续迁徙，一年两年可以。

    但是宇宙是无限的，假如有种文明能够以我们现在的迁徙效率的100倍(宇宙扩张是点对点的)，速度0.1光速来算算看。

    我们可以得出他们可以每年扩张0.025光年，扩张到整个银河系也不过需要400万年。

    但是如果有虫洞这种虚幻的科技的话，你们就会大吃一惊了，假设它可以1000倍于光速(飞到南门二仍需40个小时)，扩张到整个银河只需400年。

    而如果有星球大战里面的那种飞船的话，假设横跨整个星系只需要数十天，光速的100万倍，那么扩张到整个可见宇宙就只要5.5万年。。。。

    这是个什么概念，5.5万年后全宇宙就遍布男男女女了。。。？

    所以不存在星球大战里的歼星舰，也不存在虫洞。。。。。

回复 9# sonic5188

你可以认为整个星空就是做给人类看的，其实太阳系外到底怎样我们是不知道的。这样就可以安心了——我们是动物园中的猴子。

当然，我是不会相信上面这些话的。

回复 4# gohomeman1


    不是说星系的碰撞对星系外围的恒星基本没有影响么...
PS;接下来银河系应该会把几个附属星系全吞了吧,再和M31合并...

回复 12# gliese581


    银河－仙女星系诞生过程是痛苦的，会有上千亿的恒星被抛向深空，很可能包括太阳。

回复 12# gliese581

怎么会没影响？我们说的是恒星很难相撞，没说无影响啊！

NGC4038/39环境下，太阳系遭遇强辐射、近距离的超新星爆发、强烈的恒星扰动的概率巨幅飙升

100万年后人类遍布银河系？有120亿年历史的银河系，居然产生不了一个比人类早诞生哪怕100万年的文明被我们看到?
说来说去费米悖论还是没有解决啊。

再给出一个银河系特殊的证据，大家不要认为我是在说明银河系是上帝创造的就好啦。

http://it.sohu.com/20110524/n280660707.shtml

【搜狐科学消息】据国外媒体报道，近日天文学家通过一项新的研究发现银河系并不需要任何“化妆美容”：它已经非常完美。天文学家们之所以会得出这个论断，是基于他们发现在银河系的边缘处存在着一条螺旋形的、由行星所形成的“巨大手臂”。该发现表明银河系拥有一种罕见的对称美——银河系的一半实际上是另一半的镜像。

　　马萨诸塞州坎布里奇的哈佛史密森天体物理学中心的托马斯•达姆（Thomas Dame）及帕特里克•赛迪斯（Patrick Thaddeus）表示，他们发现的这个结构很可能是长形盾半人马座臂（Scutum-Centaurus）从银河系的内部向外部延伸的部分。该发现表明，长形盾半人马座臂完全“围绕”着银河系，从而使得这个螺旋形“巨大手臂”与银河系中另一个由行星所形成的主要“手臂”——英仙臂相对称。据悉，研究人员在即将发表于《天体物理学快报》上的文章中写道，这两个螺旋形“巨大手臂”看起来像是从银河系的中心——呈棒状的星团的相对两端向外延伸，并且每条“巨大手臂”都环绕着银河系。

　　据悉，达姆在研究银河系中原子氢气体（这种气体辐射的无线电波长为21厘米）的相关数据时发现了表明上述对称结构存在的证据。达姆表示：“在对21厘米的无线电辐射中“延伸的手臂”进行追踪之后，由于我处于独特的位置，这使得我能够借助哈佛史密森天体物理学中心的无线电望远镜，来寻找分子云中的一氧化碳排放，而气体分子云中包含了创造行星的原始物质。”

　　美国威斯康星大学白水分校的罗伯特•本杰明（Robert Benjamin）表示：“这是一个重大的新发现。达姆和赛迪斯发现了一个巨大‘拟序结构’的证据，这个结构在天空中覆盖超过了60度的区域，并且该结构包含了远离银河系中心的巨大气体分子云。”达姆写道：“这个新发现的结构离银河系中心的距离大约为4.9万光年，并且一条螺旋形“手臂”的巨大分子云里面便包含了大量的一氧化碳，其数量相当于5万个太阳所包含的一氧化碳数量。（注拟序结构：指一个连续的大尺度湍流团，它所在的空间范围存在着一个相关联的涡旋，并且存在一个有序的涡分量，湍流是由拟序与非拟序的运动组成。）

　　达姆写道：“银河系中的几乎每条‘手臂’都已逐渐被发现。”据悉，当天文学家们认识到人马座(Sagittarius)以及船底座(Carina）是一种“单独的”巨大结构时，这两者便成为了著名的“人马—船底座”。达姆表示：“类似的，既然我们相信所发现的新“手臂”是长形盾半人马座的延伸，我们建议用‘外部长形盾半人马座’来作为一个更具有逻辑性的名称，并且这个新结构比著名的长形盾半人马座臂更长。要把新结构中的所有一氧化碳都绘制成图，需要几年的时间。但是这个新发现所揭示出银河系的对称景象加上之前所发现的证据，表明对银河系中螺旋形结构的研究要比长期以来人们所认为的更简单、更容易。”（尚力）

既然连银河系都这么特殊
那整个宇宙难道文明也是寥寥无几？那也太无趣了

看了大家特别是gohomeman1 的贴子，真的很难相信我们这个世界是自然形成的，怎么会有那么多的巧合？本星系群在整个室女座超星系团中处于非常边缘的位置、银河系这样具有120亿年以上的历史却没有经历过剧烈合并、银河系这样的大型的漩涡星系中央黑洞质量仅为400万个太阳质量、太阳刚好是单颗恒星又在宜居带、太阳系刚好只形成了两颗类木大行星、我们刚好是碳基生命。。。。。。

恩，增加了不少科普知识

回复 20# sfcfox

M31倒是不太特殊，如此巨型的星系一定经历过合并，只不过它合并后还是旋涡星系，不是巨椭圆星系就是了。形成巨椭圆星系，需要两个巨型星系合并。M31中心区有两个核心，外围的旋臂是环状的，这些都是合并的证据。周末会发新的哈勃观测内容，然后有空的话把所有哈勃对M31的观测信息都发了。

银河系确实特殊而不是普通的。我们看到的星系中，严格对称的太少，不对称的却非常多。按理说，像银河系这么庞大的星系，超级黑洞质量在1亿个太阳以上是理所当然的。大家可能想不到，M31的伴星系，这么小的椭圆星系的中央黑洞都有1亿个太阳（也够特殊的）。