研究指“流浪行星”卫星或长久宜居 没有日光也可孕育生命

德国慕尼黑大学路德维希—马克西米利安大学（LMU）与马克斯·普朗克地外物理研究所最新研究指出，在没有恒星照耀的星际黑暗空间中，围绕“流浪行星”运行的卫星，可能依然维持数十亿年之久的稳定液态海洋环境，为生命的诞生和演化提供条件。

液态水被普遍视为生命存在的关键要素，而传统观点通常将宜居带与恒星周围的适宜距离相联系。该研究团队则提出，即便远离任何恒星，只要条件合适，行星系统中被抛射出去的自由漂浮行星（Free-Floating Planets，简称 FFP）的卫星，也可能长期维持可供生命生存的环境。 研究显示，在致密氢气大气与潮汐加热共同作用下，这类卫星上的海洋有望在长达约 43 亿年的时间里保持不冻结，其持续时间接近地球的年龄尺度，为复杂生命的出现预留了足够的演化窗口。

行星系统在形成早期往往高度混乱，年轻行星之间的近距离引力相互作用，可能将其中部分行星从母恒星系统中“弹出”，使其成为在银河系中漫游的流浪行星。 此前，LMU 物理学家 Giulia Roccetti 的研究已经表明，这些被抛射的气态巨行星在失去恒星束缚后，仍可能保留部分原有卫星。

在行星被逐出原行星系之后，其卫星的轨道往往会发生剧烈改变，由接近圆轨道转变为更为拉长的椭圆轨道，使卫星与母行星间的距离不断变化。 这种高偏心轨道带来强烈的潮汐力，卫星在行星引力作用下一再被拉伸和压缩，其内部产生摩擦，从而释放出大量热量。 正是这种潮汐加热，有望在没有任何星光照耀、星际空间极度寒冷的环境中，依然维持卫星内部甚至近表层存在液态海洋。

是否能够把这股内部热量“锁”在表面附近，取决于卫星的大气组成和保温能力。 在地球上，二氧化碳是重要的温室气体，既往研究也认为富含二氧化碳的大气，能在一定时间内帮助系外卫星维持可居住环境，时间尺度约可达 16 亿年。 然而在远离恒星、温度极低的自由漂浮行星环境中，二氧化碳容易冻结，失去气态形态和温室效应，难以长期为液态水提供保护。

为此，来自天体物理、生物物理与天体化学等多个领域的研究人员转而考察富氢大气的可能性。 按常识，分子氢对红外辐射的吸收能力不强，并非典型温室气体；但在高压条件下，氢分子之间的碰撞会引发所谓“碰撞诱导吸收”（collision-induced absorption）效应，短暂形成可以有效吸收并留存热量的结构。 与易于凝固的二氧化碳不同，氢在极低温环境中仍能保持稳定气态，从而在这类卫星表面上形成高效、持久的保温“被层”。

研究还从“生命起源”角度提出了与早期地球之间的有趣类比。 论文第一作者、LMU 博士生 David Dahlbüdding 指出，与 Dieter Braun 教授团队的合作，使他们意识到，生命的“摇篮”未必需要一颗太阳。 早期地球在频繁的小行星撞击下，大气中曾可能富含氢，这种富氢环境或为生命起源创造了关键条件；而远在星际间漂流的卫星，在潮汐加热和氢气大气共同作用下，或许在某种意义上重演了类似的物理与化学环境。

潮汐作用不仅提供热源，还有望驱动地表或近地表环境出现“干湿循环”。 在潮汐变形引发的地质活动或局部环境变化中，水不断蒸发、冷凝与重新分布，形成交替的干燥与湿润阶段，这被许多生命起源模型视为促成复杂有机分子聚合与选择性反应的重要条件。 因此，这类卫星不仅可能具备稳定的液态水海洋，也可能拥有有利于生命化学步骤推进的动力学环境。

从银河系尺度看，自由漂浮行星的数量或许并不比恒星少，其周围若存在卫星系统，便意味着潜在宜居世界的总体数量可能远超传统“恒星宜居带”框架下的估算。 研究指出，在氢气大气与潮汐加热双重机制维持下，这些卫星可以在完全没有星光的星际空间中，维持长达数十亿年的相对稳定环境，为生命的产生、发展甚至持续演化提供足够时间。 这一发现不仅大幅拓展了人类对生命可能栖息地点的想象边界，也提示我们，在银河系最黑暗的角落里，或许同样潜藏着顽强而持久的生命体系。

该研究以“Habitability of Tidally Heated H2-Dominated Exomoons around Free-Floating Planets”为题，已于 2026 年 2 月 24 日发表在《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。