发现地球的表亲
2016/8/26 三联生活周刊

    

     又发现了一个“类地行星”!

     如果说宇宙中除了在地球上，是否在别处还有生命存在，这个问题一时还难以回答，或许可以换作另一个简单些的问题：除了地球之外，是否还有其它与地球环境类似的行星？仅仅在20多年以前，人们还认为地球是宇宙中仅有的适合生命居住的行星，原因在于它是一颗由岩石构成的固态行星，与太阳的距离合适，表面又有大气层的保护，使行星表面可以存在液态水，这构成了生命存在的基础条件。即使是太阳系内部的其它行星，也都因为与太阳的位置过于接近或是过于遥远，很难存在液态水，因此生命存在的可能性微乎其微。

    

     美国宇航局过去三年已发现上千颗新的行星

     在最近二十多年里，天文学家们通过观察宇宙中恒星光芒有规律的闪烁或是频率的变化来寻找围绕着恒星运转的行星，已经发现了上千颗行星，这让天文学家们改变了看法，开始认识到宇宙中恒星通过引力作用，在周围有行星围绕运转是一个普遍现象，他们把一些环境与地球类似——与恒星的距离适当，可能存在液态水——的固态行星称为“类地行星”，在宇宙中寻找生命迹象，首先会选择在这类行星中寻找。

     尽管还没有发现外星生命，但是一个个类地行星的发现已经让天文学家们兴奋不已，这说明发现外星生命的可能性在增加。但欧洲南方天文台(European Southern Observatory)8月25日在《自然》(Nature)杂志上发表论文，报告通过安装在智利沙漠地区的3.6米光学望远镜上被称作“HARPS”的高精度仪器，最终确认发现的一颗类地行星，却引发了不同寻常的轰动和世界性的关注。

    

     正在实验室测试当中的HARPS摄谱仪——欧洲南方天文台用来验证比邻星b存在的关键仪器

     “我认为这是最伟大的地外行星发现——你怎么会想到距离最近的恒星的宜居区域内就有行星呢？”英国开放大学的天文学家卡罗尔.哈斯维尔(Carole Haswell)对这个发现作出极高的评价。这颗被命名为“Proxima b”的行星，属于距离太阳最近的恒星，4.2光年之外的恒星“比邻星”(Proxima Centauri)。茫茫宇宙中，居然在太阳系的家门口发现了一颗类地行星，Proxima b行星算得上是地球的表亲。

    

     Proxima b与地球的距离

     比邻星属于一个三星系统，这三颗恒星距离接近，在肉眼看来，它们在夜空里只是一个亮点。Proxima b行星受到引力作用，在距离比邻星750万公里的轨道上运转，根据观测结果推算，这颗固态岩石行星的质量大约是地球的1.3倍，而它围绕比邻星公转一周，过完“一年”的时间是11.2个地球日。相比于地球和太阳之间1亿4千9百万公里的距离，Proxima b行星与比邻星的距离只是其二十分之一，但因为比邻星属于一颗“红矮星”(reddwarf)，它的亮度只相当于太阳的千分之一，因此恰好处于其宜居区域的Proxima b行星能够接收到的来自恒星的能量大约相当于地球的70%，在理论上有可能有液态水在行星表面存在。

    

     图左—水星到太阳的距离，图右—比邻星b到比邻星的距离，通过对比可以直观感受到比邻星b到比邻星的距离之近

     Proxima b行星的表面究竟有没有液态水的存在？这个问题远不是只通过它与恒星的距离就可以回答，另一个关键因素就是在这颗行星的表面有没有大气层存在，如果这颗行星像地球一样有大气层的包裹，有温室气体可以起到保温作用，就有很大可能存在液态水。生命的形成并不容易。即使Proxima b行星的温度适宜，有液态水存在，想要出现生命还要经历强辐射的考验。红矮星是一种非常活跃的天体，对外辐射的强度高于太阳，这对于生命形式来说也是极大的威胁。

    

    由艺术家创作的地表模拟图，在Proxima b上看到的比邻星(左上)和半人马阿尔法星AB(右上)

     理论物理学家史蒂芬.霍金，俄罗斯大亨尤里.米尔纳(Yuri Milner)，与Facebook网站的CEO马克.扎克伯格(Mark Zuckerberg)听到发现新类地行星的消息一定会喜出望外。这几位世界名人刚刚在2016年4月公布了一项“突破摄星”(Breakthrough Starshot)计划，他们打算利用强力激光推动一种只有几克重的纳米飞行器，以20%光速的速度飞向比邻星，用20年左右的时间到达4.2光年之外进行探测并向地球发回照片。这项计划因为幻想色彩太浓，太过脱离现实而引起了强烈的讨论。以人类目前的技术，利用现有的飞行器想要从地球到达比邻星绝无可能，现实的下一步目标是取得Proxima b行星的清晰图像，这并不容易。行星的亮度只是其恒星亮度的十亿分之一，天文学家们需要把从4.2光之年外传来的恒星光线过滤掉，才有可能获得行星的图像信息，人们期待正在建设中的“欧洲极大望远镜”(European Extremely Large Telescope)在未来能够完成这个任务。

    

     图片上方是欧洲南方天文台的3.6米拉息拉天文望远镜——此次发现比邻星b(右下)的多架天文仪器中的一架

     人类的想象早已超越了实际。在距离太阳最近的恒星周围发现一颗与地球类似的行星，难免有人猜想，上面是否可能存在着和地球一样发达，甚至比地球更加发达的文明？外星文明是否可能对地球造成威胁？霍金就曾经警告人类不要主动与外星文明沟通，以免造成地球文明的毁灭。1979年诺贝尔物理奖得主史蒂芬.温伯格(Steven Weinberg)认为人类其实早就开始这么做了，人类使用的电磁波足以穿透大气层进入太空。也就是说，如果在100多光年之内确实存在外星高等文明的话，他们早有方法接收到来自地球的电磁波信号——如果在Proxima b行星上真的有高等生命能够接收到来自地球的信号，那么考虑到4年多时间的迟滞，他们现在应该正在收看在地球上热播的电视剧，《权力的游戏》第二季。

     (图片来自网络)

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