椭圆星系里能形成生命么？ 第1页

哎呦，居然看到和椭圆星系相关的问题。。。。再一看，天体生物学相关。。。

”能形成生命么？“，能，为啥不能？严谨点说：没有物理原因认为椭圆星系中恒星附近不能形成能诞生生命的系外行星。但问题里没说是形成过就行？还是从形成了一直能延续到现在那种？后者要难多了。

尽管这是一个很有趣的问题，但说实话，天体生物学我不熟悉，但星系演化的研究还不足以让我们能定量地评估不同类型的星系，或者星系内不同位置上发展出智慧生物的概率。 @汪的就是你 的回答中把最近关于这个话题的论文都引用了。。但说实话，从一个做星系研究的人的角度看。。这些论文更像是用电脑游戏指挥二战，不能太当真。

如果我们畅想一下只谈大质量椭圆星系的话，这些庞然大物中现有的恒星数量远比银河系高几个量级。仅仅从概率角度考虑，其中形成过的系外行星数量也应该大得吓人。单个行星形成的过程实际上尺度对于一个星系来说过小了，很难在行星形成的尺度上直接受到星系尺度事件的影响。因此，我们可能更应该谈的是假如一个行星在椭圆星系演化早期形成，这个行星发展出来的宜居环境有没有可能一直保留下来，直到出现了智慧生命？这个可能应该是有的。但和银河系比，或者说和太阳附近的环境比，这个存活的机率是不是更高？不好说，未必。因为椭圆星系环境里有一些比太阳周围更恶劣的地方。一个是早期更高的恒星形成率也意味着更多的大质量恒星产生的超新星爆发和伽马射线暴；再一个是大质量椭圆星系历史上经历得并合活动比银河系要剧烈和频繁。星系并合虽然极少导致恒星碰撞，但还是可以在恒星在星系内穿行的时标内极大地改变恒星轨道，让恒星面临的星系环境发生剧烈变化，增加长时标上生命诞生的不稳定性；再有，星系中心黑洞的频繁高能活动，以及大质量星系本身就有的高温气体晕，也都是和银河系显著不同，且有可能对星系尺度上的生命诞生产生不利影响的因素。不过这些也就是想想，做做思维体操而已。

另外，按质量比例和数量计算，现在我们看到的椭圆星系中的绝大多数恒星都是低温、小质量的矮星。。。只有这些恒星才能熬得过100多亿年的漫长岁月。这也带来了问题，M矮星附近能否有宜居行星存在也是系外行星研究的一个重要课题，我们现在还不确切地知道答案。

@赵泠 的回答里有一些对椭圆星系里某些概念解释得有一点别扭的地方，稍微讨论一下。

椭圆星系是一种形态分类：面亮度分布特征规则、平滑，没有旋臂和透镜状结构的都叫椭圆星系。这是1920年代确立的经典形态分类。然而就跟古代人类只看长相把鱼类和鲸混为一谈一样，这个分类的物理意义不大。今天我们一直知道，从比银河系质量小10倍，到比银河系质量大100倍的质量尺度上，都有长得符合椭圆星系标准的。。。这些星系的形成过程大相径庭，不可同日而与。

其中，小质量的椭圆星系，或者叫矮椭圆星系，多半是盘星系在特殊环境下被剥离了气体，又经历了星系碰撞之后的产物。这些星系的质量分布轮廓和银河系中心区域的核球差别不大，有些更是实际上还有恒星盘、有规则恒星旋转运动的星系。@赵泠 答案里提到的”蓝色椭圆星系“，或者”恒星形成椭圆星系“大部分都是这些。这些星系因为质量小，其中恒星的重元素比例未必比银河系高，说行话叫”金属丰度不高“，很多还比银河系低。这些星系更像是生错了地方的银河系，早早就被停止了恒星形成而已。

所谓”经典“的椭圆星系，是那些质量非常大，恒星形成分布和银河系完全不同：在中心密度很高，在外围极其延展，缺乏气体和年轻恒星，也缺乏高单位角动量的旋转运动的星系。粗略来说，这些星系诞生在宇宙极早期密度扰动最高点处形成的大质量暗物质晕内，在早期经历了极其疯狂的气体吸积和富气体并合引发的恒星形成活动，构建了大质量，极高恒星密度的内部结构，也在核心孕育了超大质量黑洞；在一定的时间后，恒星形成和气体吸积活动在很短的时标内骤然停止，从此之后，这些椭圆星系几乎就停止了恒星形成活动，而转而通过其巨大质量带来的引力优势捕获周围的小星系，通过并合完成外围的质量增长。这一恒星形成骤停的过程，如同历史上的生物大灭绝一般，依然算是未解之谜。目前看来，超高的恒星形成率高速消耗冷气体，大质量年轻恒星的超新星爆发都有左右，但最主要的很可能是其中心的”白眼狼“超大质量黑洞的剧烈反馈活动，和自身巨大暗物质晕引力范围内积累的超高温气体的作用。不管为啥，恒星形成是停了。这也是为什么大质量椭圆星系现在的平均星族年龄都在100亿年以上。。

赵的答案里提到了Messier 105，这是一个标准的大质量椭圆星系，但谈不上是”充满着新生恒星“。只不过是能看到一条很明显的尘埃带而已。尘埃带确实印证了冷气体和恒星形成的存在，但很可能是上次并合的残留，这点气体和恒星形成对整个星系而言可以忽略不计。

椭圆星系周围的暗物质晕里是有大量高温重子气体的，这些气体时刻不提地再发出热辐射。被辐射冷却的气体总应该失去角动量落向星系中心，形成恒星。这样的过程在大质量星系团中挺常见的，而且往往能产生非常绚丽而剧烈地恒星形成活动。但这些恒星形成活动要么发生在中心黑洞打瞌睡的时候，要么伴随着黑洞反馈带来的气体大尺度扰动，总之就是”短暂又辉煌“，但无力改变星系面貌那种。另外，对于椭圆星系，在星系尺度上讨论生命诞生的概率其实和现在的恒星形成关系不是特别大。

关于金属丰度，或者说重金属比例：椭圆星系超大质量的暗物质晕意味着早期疯狂形成恒星干出来的那点金银财报都不能被带走，统统留在星系中心，增丰新形成的恒星，一代又一代。这也为什么椭圆星系虽然形成在宇宙极早期，但能够通过我们现在无法想象地高效率形成恒星，产生金属丰度越来越高的恒星。实际上，大质量椭圆星系中金属含量如此丰富，以至于远在其边疆的热气体里的金属含量都不低，人家茅坑里捞一勺都能化验出金子来，不需要你担心”重金属含量不够“的问题。