地球生命起源何处？欲了解生命源头，必先了解太阳系结构与演化

我们都是地球上的生命

艺术家假想的原始太阳系

我们都是地球上的生命，那么地球上的生命是从何而来？就像人类的先祖一样，追根溯源，刨根问底是人类的本性。目前除了我们这个星球，宇宙中的任何地方都没有拥有生命的证据，更不用说智慧或者文明了。地球是孕育生命的摇篮，太阳系同样也是孕育生命的摇篮。

在太阳系内部，星际尘埃、彗星和不时撞击地球的陨石中都有复杂的有机分子。这类化合物自然形成于星际空间中，这对我们意义重大。正如我们所知，生命是由细胞组成的，细胞主要由对生命至关重要的液态水组成。

实验表明，在必要的条件下，在行星大气内部和行星表面形成大量有机化合物是比较简单的。因此，太阳系中的彗星和陨石会不断增加行星表面的供应，它们会永远为一颗星球供给有机分子，这也是我们目前所知的原始有机物的唯一来源。

生命起源与太阳系演化

为了探索起源，我们需要了解彗星中的有机物是如何自然产生的，表面有什么化学反应？还有岩石星球是如何成为有机物摇篮的呢？所有的探索都指向了一个目标，那就是我们的太阳系，了解太阳系的起源就可以了解地球的起源，了解太阳系中彗星的性质，就可以寻找生命的起源。

根据目前的估计，宇宙大约有130亿年至138亿年的历史，但是我们太阳系中的太阳、行星、小行星和彗星要年轻得多，年龄大约有45.5亿年。现代天文学家利用超级计算机模拟了我们的银河系，也模拟了银河系中毫不起眼的原始太阳系。距离我们较近的一次超新星爆炸将新的物质和大量能量爆炸喷射到云层中之外，超新星爆炸的巨大影响导致我们的原始太阳系内部开始坍塌。

大部分物质凝聚在太阳系的中心，形成一个新的恒星，尘埃颗粒在被称为吸积的过程中通过静电和重力吸引而碰撞，最终聚集在一起，这个理论也叫作核心吸积模型。而在太阳周围，多余的星尘形成了一颗一颗的星球。计算机模型显示，在短短几百万年内，我们的原始太阳周围就有了数千个比月球还小很多的“行星”。

熔岩状态的星球渲染图

这些“星球”在随后的时间内合并成更大的单位，我们现在看到的这些单位就是当时小星球合并的结果。所以在这个时代里，太阳系内部处处充满了“暴力”，不断的吞并吸引形成了新的行星。新的行星将继续受到小行星大小的天体的轰击，时间可能有几百万年。有时，行星可能被一些巨大的小行星碎片撞击，数据模拟显示一个比火星更大的天体可能在地球刚形成就撞上了地球，这是我们的地球拥有23°倾斜的原因，这也是我们拥有一年四季的原因。如果没有四季，对地球生命的影响极大。

太阳系演化结构

地球是太阳系内部四个岩石行星之一。金星和地球的大小差不多，而火星和水星要小得多。它们都是以同样的方式形成的，而且很有可能，它们都在撞击时代遭到了其他天体猛烈的撞击。所有的岩石行星在形成之初很长一段时间内表面都是非常热的，还有许多活火山和岩浆。最终一层一层包裹冷却形成了由铁和其他金属构成的行星核心，这是我们地球磁场的来源，如果星球没有磁场，就不会有大气，没有大气就不会有生命。

开普勒90恒星级结构与太阳系结构对比

其实我们的太阳系和地球一样，拥有不同类型的个体，在地球上，我们可以看到山脉，河流，海洋，云朵，戈壁等等地貌。在太阳中我们也可以看到岩石星球，小行星，彗星，气态星球等等类型的天体。那么气态星球是如何形成的呢？

原始太阳和周边星尘塌缩到一定程度后，周围区域开始冷却，靠近太阳的星尘，温度很高，所以矿物和金属星球就形成了。在远离太阳热量的星盘（原始太阳结构和星尘的统称）边缘，形成了较多的挥发性固体，如冰和氨水。

以木星为首的太阳系气态星球

在距离原始太阳较远的区域也在继续冷却，这些旋转的冰和氨固体聚集在一起形成了更大质量的天体。渐渐地，它们变得越来越大，几乎把剩下所有残留的星尘都带走了，直到它们成长为我们今天认识的气态行星。

更远的太阳系，人类的极限所在

如果我们纵观太阳系，可以说是四个岩石星球加四个气态星球，火星和木星之间还有一个小行星带。到达海王星轨道的我们其实还远远没有超过太阳系，在海王星轨道之外还有一个柯伊伯带，柯伊伯带内部都是在太阳系早期无法聚集的碎片结构，它们飘散在太阳系外围。

星球渲染图，大多数星球都拥有自己的卫星

说到太阳系的外结构不得不说的探测器就是旅行者号探测器了，现在旅行者号探测器到达了比柯伊伯带更遥远的区域，也就是太阳风活动区域的最后范围——日球层。

通过分析探测器发回的数据，科学家们得出了围绕太阳的日球层的形状。这两艘宇宙飞船现在距离地球超过160亿千米。虽然科学家没有很好的定量概念，但是可以确定的是太阳风和电离等离子体在太阳系外围组成了一个“气泡”，这个气泡为我们组成了一个等离子墙壁，保护我们免受星际粒子的攻击。

旅行者一号和旅行者二号所在位置示意图，蓝色起源为太阳风影响区域，旅行者号左方蓝色区域是日球层顶

等离子体由带电粒子和气体组成，数据表明航天器正从具有温度高而低密度等离子体特征的环境中经过，进入星际空间中温度低而高密度等离子体的区域。研究结果表明，日光层是对称的，至少在旅行者号航天器穿过的两个点上是对称的。研究人员表示，这些点与太阳的距离几乎相同。

很多科学家认为太阳系到日球层结构就已经到达了边缘，但是也有一些科学家认为日球层之外有一个名叫奥尔特云的结构。奥尔特云被认为是一个巨大的球形外壳，围绕着太阳、行星和柯伊伯带天体。它就像我们太阳系周围的一个大而厚的气泡，由数万亿冰冷的彗星状物体组成。

艺术家根据科学数据绘制的太阳系结构图，奥尔特云为假设理论

奥尔特云是推测中太阳系最遥远的区域和结构，奥尔特云的边缘距离我们的太阳很远，范围极大，要了解奥尔特云的范围，我们需要了解一个名叫AU的单位，AU表示为地球和太阳之间的距离，1 AU大约可以表示为1.5亿公里。奥尔特云的内半径可能距太阳有2000AU至5000AU之间，而外半径则位于距太阳10000AU至100000AU天文单位之间。

当光线离开太阳时，到达地球需要8分钟多一点，到达海王星的轨道大约需要4.5小时。在经过海王星轨道后不到三个小时，太阳的光线可以穿过柯伊伯带的外缘。

奥尔特云和柯伊伯带

又过了12个小时，阳光到达日球层顶部，在这个边界之外是星际空间，在那里太阳的磁场就不会影响任何物体了，而此时太阳光现在已经离开太阳大约17个小时了，这个时候太阳光可能才刚刚或者还未到达假设的奥尔特云边缘。

面对如此巨大的太阳系，人类很迷茫，面对太阳系中完全不同的星球，人类更迷茫。灼热地狱的金星，星球密度极高的水星，唯一拥有生命的地球，曾经的宜居之地火星等等，人类还需要探索很多。

太阳系结构直观图片

在追根溯源的同时，我们逐渐了解到太阳系结构的巨大，从八大星球轨道到柯伊伯带，再到日球层甚至假设的奥尔特云。我们知之甚少，尤其是日球层和奥尔特云。到达日球层的人类航天器也只有旅行者一号和旅行者二号，再过几年，旅行者号就要完全休息了，届时将不会传回任何数据……

但是人类的探索不会停歇，在未来，我们一定可以寻找到太阳系未解之谜的答案，进一步寻找到生命起源的答案。