面對廣闊的星辰大海,地球上的科學家們從來都沒有放松過對系外行星的探索,特别是那些和地球類似的潛在适居行星。
盡管大家都相信宇宙中不可能隻有太陽系才有行星,但是在地球上對系外行星進行觀測,幾百年來都是天文學家難以解決的難題,因為行星不像恒星那樣體積大還可以發光,而觀測這些天體的途經隻有望遠鏡,所以第一顆行星的發現拖到了1995年才得以實現。
從1995年以後,科學家們開始對探測器以及望遠鏡的性能進行革新,加上計算機技術對海量信息的處理計算,這才讓發現和探索系外行星課題得以成為太空探索的一大熱門領域,目前至少有10個專門針對系外行星搜索的項目,比如開普勒巡天任務、對流旋轉和行星橫越任務等等。
而現在要介紹的與地球最像的系外行星,就是“裡克-卡内基系外行星搜索”項目的研究成果,這顆系外行星也被命名為格利澤581g,圍繞位于天秤座的一顆叫做格利澤581的紅矮星,距離地球約20.5光年,到底這顆行星有何特殊之處,能被認為一定會有生命存在?
産生生命的條件很簡單,而“宜居”的條件很苛刻
在太陽系中諸多行星和衛星中,為什麼就隻有地球能誕生生命呢,這個生命誕生的條件非常重要,一顆星球要想誕生生命,必須有适宜的溫度,還有最重要的液态水,隻有距離太陽的距離在合适的範圍内,行星的溫度才不至于過高或者過低,保證水可以以液态的狀态存在,這一距離範圍就被稱為“宜居帶”。
這一标準也是基于現有的認知而設定的,因為就目前的生命形式而言,科學家認為液态水是生命産生并得以生存下去的必要條件,當然不排除不依靠水而生存的其他未知生命,隻是還未發現而已。
像目前比較熱門的火星探索計劃,各種探測器的首要目标就是發現液态水的存在,即便是沒有液态水,有固态水,甚至是曾經水流過的痕迹,都是絕對的大新聞,因為有水就代表着有生命,但是火星距離太陽的距離太遠了,相對于地球軌道而言,遠了接近50%,處于宜居帶的最遠邊緣,冬季最低溫度可以達到-133℃,而夏天的最高溫度可以達到27℃,火星全年的平均溫度在-55℃左右,可以說是一個“寒冰煉獄”。
走出太陽系,在觀測系外行星時,我們将系外行星主要分為三類:類地行星、類木行星(氣态巨星)、類海王星(冰巨星),而在這三類之中還有一些特殊的行星類型,而其中的超級地球,就是迄今為止發現數量最多的系外行星。
怎麼定義“超級地球”?首先它是類地行星,即擁有固體表面和類似的内部結構,其次是質量和地球類似,超級地球僅與行星的質量有關,入門的條件也就很簡單,根據開普勒望遠鏡對系外行星的探索得出結論:表面存在液态水并位于宜居帶上的行星,在銀河系中是普遍存在的。
不過有生命産生和“宜居”差距非常大,天體生物學家還特意列出了“宜居星球”的必要條件,包括天體壽命、溫度、質量、大氣組成、地理分布等,其中2010年發現的格利澤581g,就是符合全部條件的天體之一,當然還有2015年發現的被譽為“最像地球的系外行星”、“地球2.0”的開普勒452b,但是它太遠了,距離地球1402 光年。
格利澤581g的神奇之處距離地球20.5光年的格利澤母星是一顆自身體積較小但是密度很高的紅矮星,質量隻有太陽的三分之一,而格利澤581g能接收到的熱量也隻有地球的30%,按理說這樣的星球理應處在冰封狀态中。
不過格利澤581g的自轉被母星“鎖定”了,也就是“潮汐鎖定”,就像地球将月球“鎖定”了一樣,在格利澤581g上沒有日夜交替,也就是說永晝的那一面溫度可以上升得很高,而在永晝永夜交彙處的晨昏圈上,勢必會有生命誕生所需要的适宜溫度。
而且格利澤581g的直徑約為地球的1.2-1.4倍,質量約為地球的3.1-4.3倍,作為岩質星球,科學家們由此推測出格利澤581g上的引力甚至比地球上的還強,可以吸引并産生厚重的大氣層,以此來儲存足夠的熱量,也為生命的存在提供了基礎。
擁有了厚重的大氣層,就會因為冷熱不均産生“行星風帶”,将永晝那面的熱量傳遞給永夜的那面,這種想象并不是空穴來風,就拿金星來說,金星的自轉周期為243天,白天和黑夜的持續時間都非常漫長,但是由于“行星風帶”的影響,金星背向太陽的那面也能獲得足夠的熱量。
憑借這些有利因素,格利澤581g上出現生命的概率極大,雖然不知道會不會是更為高等的“外星人”,但是隻要出現細菌等單細胞生物,也是撼動地球唯一生命論的有力證據。
結語當然,格利澤581g上面的很多疑團還處于未知的階段,而就當下來說,人類能力所及之處符合宜居條件的星球數量為“0”,而且即便是發現了,動辄幾十幾百光年的距離也是望洋興歎。
有網友說得很有道理:與其努力開發外星,不如保護好地球。事實上研究外星生命非常起勁的美國,卻主動退出巴黎氣候協定,帶頭超标碳排放,甚至“無下限”地在北極圈開采石油,一邊破壞地球,一邊尋找“宜居行星”,充滿矛盾的美國到底是為了人類好,還是僅是為了資本“低頭”?
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