看過電影《流浪地球》的朋友可能都有這個印象,太陽急劇老化膨脹,人類不得不乘着地球去星際空間流浪,雖然這是苦難的開始,但在駛出太陽系的過程中,人們也見識了很多新的壯觀景象,可以說這段旅程的開始還是蠻浪漫的。
不過電影也就此戛然而止,留給人們一個美好的遐想空間,經過險些墜入木星的災難後,人類和地球将苦盡甘來,一路順風四馬騰空地奔向一個美好的未來。然而事實真的會是這樣嗎?
最近科學家們在星際空間發現了一顆火星大小的神秘行星,沒有圍繞任何恒星運轉,沒有引力約束,在無盡的黑暗中踽踽獨行,孤獨地徘徊,不知道會去向何方。它也是一顆流浪的神秘星球,隻是不知道是某個文明躲災避禍的方舟,還是宇宙中本來就存在的流浪星球。那麼流浪行星究竟是怎麼回事,真的會有生命在上面居住嗎?
流浪行星知多少?
晴朗的夜晚,你擡頭仰望星空,銀河璀璨,滿目浩瀚,你可能會感歎自己的渺小,生命的無常。然而,即使是滿目所見的星辰,它們也是極為渺小的,因為它們隻是銀河系10萬光年銀盤中,離我們不超過幾千光年的恒星,你能同時看到的,包括最暗弱的恒星,最多不超過1600顆,而整個銀河系可能有1000億到4000億顆恒星。
在這1600顆恒星的周圍,實際還有約5000顆左右的恒星是我們看不到的,它們都是更小的紅矮星、褐矮星、白矮星等,光線太弱,我們肉眼根本無法看到;而在這些恒星周圍,又有遠多于這些恒星數量的行星,就更是我們目力所無法企及的了。
如果你認為這就是宇宙空間的全部,那你就太小看這個宇宙,太高看人類這種所謂智慧生命的認知了。根據近幾年一些科學家的觀測和估算,整個銀河系裡的流浪行星數量,光木星大小的可能就是所有恒星數量的兩倍;而斯坦福大學和其它機構2012年合作的一項研究則估計,銀河系中流浪行星的數量,可能是恒星數量的10萬倍【注】!我們之所以對它們毫無認知,是因為此前我們根本就看不到它們。
當然,這些數據都還是理論上的估算,和實際情況差距有多大誰也不知道。但既然銀河系中有這麼多的流浪行星,再多我們地球一個去流浪,似乎也沒有什麼大不了——雖然對我們來說,那可是大得不得了的事。
那麼,這麼多的流浪行星,為什麼我們都沒有看到幾顆呢?
發現流浪行星的辦法
事實上,我們能夠看到太陽系外的行星,都還是近幾十年,特别是最近這些年的事情。而所謂的“看”,也不是通過望遠鏡直接看到那裡的河流山川,而是它們在自己的母恒星和我們地球之間經過時,科學家們根據恒星亮度的變化,計算出來的,這叫做淩日法。
目前已确認的4281顆(截止2020年6月底)系外行星,有71.3%是通過這種方法發現的。其它的多是通過徑向速度法,也就是它在軌道上運行時,靠近或遠離地球導緻的光線多普勒效應計算出來的,這種方法連1米/秒的速度變化都能觀測到,可惜隻能發現160光年以内的行星。
之所以很難發現系外行星,确實是因為它們距離太遠,光線太弱——和母恒星比起來通常隻有百萬分之一的亮度,很容易就被母恒星的光芒完全掩蓋了。
新方法尋找流浪行星
不過最近十來年,科學家又發現了一種新的方法來尋找行星,特别是沒有圍繞恒星運行的流浪恒星,這種辦法就是引力微透鏡。
所謂引力微透鏡,就是一個行星大小的天體經過一顆背景恒星時,行星的引力場會導緻恒星的亮度瞬間上升。類似于你拿着一個凸透鏡,在陽光下燒樹葉或螞蟻,我們所在的地球就像樹葉,透鏡像系外行星,太陽像背景恒星,凸透鏡經過樹葉和恒星之間時,會導緻樹葉的亮度增加。
不過這種辦法觀察非常困難,因為必須背景恒星、流浪行星、地球上的觀察者三者嚴格對齊,如果我們隻對着一顆恒星觀察,可能要等100萬年才能看到一顆系外行星經過。
但現在科學家們已經有了同時監測大量恒星的技術,這就将幾率大大地提高了,近年來已通過這種方法發現了不少系外行星。特别是這種技術隻依賴于背景恒星的亮度,而不是行星本身的亮度,所以可以發現流浪行星這樣的暗弱天體。這種方法還有一個好處,就是比較容易區分流浪行星和恒星周圍的行星,因為流浪行星通常隻造成幾個小時的光變,而恒星周圍的行星通常會有幾天的時間。
最新發現的神秘流浪星球編号為OGLE-2016-BLG-1928,其光變隻持續了42分鐘,科學家們估計是一顆和火星差不多大小的行星,這意味着它比地球要小得多,用淩日法和徑向速度法是很難發現如此小的行星的。
流浪行星可以支持生命演化
銀河系中為什麼會有這麼多流浪行星呢?沒有人知道為什麼,目前的認知都還是猜測,一種可能是受其它天體引力影響,被抛出恒星系統的行星;一種可能是恒星系形成初期彈出來的行星;另外就是一些和恒星系統形成方式相似,但未點燃核聚變的次棕矮星。其它方式恐怕就是科學家隻能想,不敢說的了,那就是和電影《流浪地球》一樣原因出走的流浪行星。
流浪恒星同樣可能有衛星系統,甚至像木星、土星那樣大規模的衛星系統。最關鍵的是,流浪行星上究竟有沒有可能出現生命呢?
像地球這樣去流浪的我們就不說了。按照一般人的想法,流浪行星沒有恒星的照耀,被困在完全的黑夜之中,其溫度一定接近絕對零度,不可能發展出生命。
不過也有科學家認為,行星内部的放射性同位素發出的熱量可以讓星球維持濃密的大氣層,從而有可能不被凍結,形成有液态水的環境,海底火山活動有可能為生命提供能量,所以可以發展出生命;另外那些像木星、土星一樣有龐大衛星系統的流浪行星,自身和衛星都有可能在潮汐力作用下保持熱力,從而形成生命演化所需的環境。
如果銀河系真的如科學家們估計有那麼多流浪行星,遠遠超過圍繞恒星運行的行星的話,上面出現生命的幾率也就大大增加了,隻要有液态水,溫度合适,總有可能演化出一些微生物吧?
目前發現的流浪星球或疑似流浪星球已有二十多顆,由于星際空間非常空曠,它們很可能會一直流浪下去,無所依靠;可能隻有很小的幾率會被恒星捕獲,重新找到新的家園。所以珍惜我們的地球吧,一旦她也去流浪了,大家可能就都不怎麼好受了。
【注】:Stanford Report, February 23, 2012,Researchers say galaxy may swarm with 'nomad planets'
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