開(kāi)普勒—452b位置示意圖
原標(biāo)題：為地球?qū)ふ腋唷氨碛H”（發(fā)現(xiàn)）
本報(bào)記者姚雪青陳麗丹張朋輝
北京時(shí)間7月24日零點(diǎn)，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）召開(kāi)發(fā)布會(huì)，宣布發(fā)現(xiàn)了迄今為止與地球最相似的系外行星開(kāi)普勒—452b，網(wǎng)友將其戲稱為“地球的表哥”。據(jù)介紹，開(kāi)普勒—452b的直徑比地球大60%，距離地球約1400光年，位于天鵝座。其所圍繞的中央恒星大小、亮度都與太陽(yáng)非常相似，年齡約在60億歲。
從飛越冥王星到搜尋類地行星，人類對(duì)于宇宙的探索從未止步。新視野號(hào)9年征途方換來(lái)與冥王星的擦肩而過(guò)，開(kāi)普勒—452b更是與地球有著遙不可及的距離，我們有生之年都無(wú)法抵達(dá)，為何人類仍孜孜不倦地試圖去發(fā)現(xiàn)宇宙的奧秘？
距離地球約1400光年，高精度望遠(yuǎn)鏡也無(wú)法看清，已公布的圖片只是想象圖
在網(wǎng)絡(luò)上“刷屏”的開(kāi)普勒—452b有張清晰的“近照”，顏色略淺、長(zhǎng)得酷似地球。但這并不是真正的開(kāi)普勒—452b的“證件照”。
“這顆行星距離我們太遠(yuǎn)，不僅人眼看不到它，高精度的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡也無(wú)法看清。那這張圖是怎么來(lái)的呢？科學(xué)家又如何知曉開(kāi)普勒—452b是什么模樣？”
中科院紫金山天文臺(tái)研究員季江徽打了個(gè)比喻，就像一只蚊子飛過(guò)燈泡時(shí)，會(huì)有一剎那的燈光變暗，同理，不發(fā)光的行星在經(jīng)過(guò)發(fā)光的恒星表面時(shí)，會(huì)對(duì)其光有一定遮擋，盡管這一變化不到0.01%，但卻能被靈敏的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡捕捉到，并通過(guò)測(cè)量恒星光度周期性的變化來(lái)判斷這個(gè)經(jīng)過(guò)的行星的大小尺寸等信息。因此，我們?cè)诰W(wǎng)上看到的開(kāi)普勒—452b圖片，還只是一個(gè)想象的圖景。
2009年3月7日，開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡從美國(guó)佛羅里達(dá)州發(fā)射升空，對(duì)天鵝座和天琴座中約10萬(wàn)個(gè)恒星系統(tǒng)開(kāi)展觀測(cè)，以搜尋太陽(yáng)系外的行星，特別是搜尋與地球相似、由巖石構(gòu)成，并位于宜居帶上的行星。
據(jù)介紹，在2011年至2015年中，美國(guó)國(guó)家航空航天局已經(jīng)多次宣布發(fā)現(xiàn)由開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的宜居帶行星。在24日公布的開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡的新發(fā)現(xiàn)中，共包括12顆在宜居帶圍繞各自恒星運(yùn)行、直徑介于地球直徑1至2倍之間的系外行星。在這些行星繞轉(zhuǎn)的恒星中，有9顆與太陽(yáng)的大小和溫度相近。開(kāi)普勒—452b是其中與地球最為相似的一顆。搜尋外星文明研究所（SETI）高級(jí)天文學(xué)家賽斯·肖斯塔克在接受媒體采訪時(shí)說(shuō)，當(dāng)我們抬頭仰望夜空，在沒(méi)有星光的黑暗地帶，存在著許多地球的“表親”，地球并不孤獨(dú)。
季江徽說(shuō)，開(kāi)普勒—452b之所以被稱為“另一個(gè)地球”，首先在于它距離恒星不遠(yuǎn)不近，正好位于宜居帶當(dāng)中，因而最有可能產(chǎn)生與地球環(huán)境類似的表面溫度，并有可能存在液態(tài)水。同時(shí)，它大小為地球的1.6倍，恒星與太陽(yáng)同屬穩(wěn)定的光譜型為G型的恒星，以及它的公轉(zhuǎn)周期是385天，這意味著它與地球的相似程度很高。
開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡研究人員在直播視頻中介紹，“這顆行星剛剛開(kāi)始步入它氣候歷史中一段失控的溫室效應(yīng)階段”，已近中老年的恒星“會(huì)蒸干那里所有的海洋，水蒸氣則會(huì)從這顆行星上永遠(yuǎn)地消失。”紫金山天文臺(tái)的多名專家認(rèn)為，“這只是一種推測(cè)，有待進(jìn)一步觀測(cè)?！备鶕?jù)目前資料，這顆行星的質(zhì)量和組成還不清楚，如果是由巖石構(gòu)成，那么它的質(zhì)量也應(yīng)具備“抓牢”大氣的能力，不能排除存在生命甚至先進(jìn)文明的可能。
發(fā)射攜帶大口徑望遠(yuǎn)鏡的衛(wèi)星，借助“天眼”搜尋類地行星的計(jì)劃已列入中科院專項(xiàng)任務(wù)
盡管科學(xué)家對(duì)“另一個(gè)地球”的發(fā)現(xiàn)有了眉目，但開(kāi)普勒—452b距離地球大約1400光年。如果按照新視野號(hào)探測(cè)器飛掠冥王星的速度，也就是14千米/秒的速度飛向這顆行星，大約需要3000萬(wàn)年才能抵達(dá)；即使以光速飛馳，也需要1400年。既然我們有生之年都無(wú)法去到那里，這項(xiàng)研究有何意義呢？
“首先要解決‘有沒(méi)有’的問(wèn)題，下一步才是‘能不能’的問(wèn)題?！奔窘照J(rèn)為，在1930年剛剛發(fā)現(xiàn)冥王星時(shí)，人們完全不敢想象有一天可以通過(guò)飛行器造訪它，結(jié)果不到100年就實(shí)現(xiàn)了。在未來(lái)的幾百、幾千甚至幾十億年中，人類的科學(xué)技術(shù)一定會(huì)有重大突破，屆時(shí)的“星空航行”也是今天的我們無(wú)法想象的。
季江徽介紹，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的重大意義主要有兩個(gè)方面：首先，根據(jù)人類現(xiàn)有的對(duì)于天體演變的認(rèn)知，太陽(yáng)在100億歲時(shí)，將變成紅巨星，地球?qū)⒖赡茏兊貌辉龠m合生存；其次，這顆恒星的年紀(jì)已經(jīng)60億歲了，比太陽(yáng)年長(zhǎng)15億年，這對(duì)于研究太陽(yáng)系、地球的演變、命運(yùn)具有非常重要的參考價(jià)值。
人類對(duì)于地外生命、地外文明的向往和探索從未止步。中科院紫金山天文臺(tái)研究員王思潮介紹，1995年，瑞士天文學(xué)家用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡在飛馬星座發(fā)現(xiàn)第一顆太陽(yáng)系外行星。在2009年，開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡“巡天”之后，有了更加突破性的發(fā)展。
王思潮說(shuō)，我國(guó)計(jì)劃進(jìn)行系外行星的探索，稱作“STEP”，已被遴選為中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)背景型號(hào)任務(wù)。這個(gè)計(jì)劃將發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一臺(tái)大口徑望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，借助這只在太空的“天眼”，搜尋太陽(yáng)系外的類地行星，并開(kāi)展太陽(yáng)系附近行星系統(tǒng)的精確探測(cè)研究。紫金山天文臺(tái)將參與其中一個(gè)子項(xiàng)，主要研究行星的大氣結(jié)構(gòu)、形成演化等方面。
和開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的“凌星法”觀測(cè)手段有所不同，中國(guó)科學(xué)家的觀測(cè)手段，主要是測(cè)量行星圍繞恒星轉(zhuǎn)導(dǎo)致恒星的位置變化而產(chǎn)生的周期性信號(hào)。“好比一位魁梧男子和一位穿黑衣服的小姑娘跳舞，我們看不見(jiàn)小姑娘，但能觀測(cè)到男子有節(jié)奏地晃動(dòng)搖擺，就能間接推測(cè)這個(gè)小姑娘的重量及她與男子的距離等數(shù)據(jù)?！蓖跛汲闭f(shuō)。
尋找地外文明，除了無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡之外還將采取激光等方式進(jìn)行探索
1972年，“先驅(qū)者10號(hào)”飛行器在飛往研究木星的同時(shí)，也攜帶著表明地球文明外貌、位置的金屬板，以及其他表示友好的圖片、聲音、音樂(lè)等，希望有一天能被外星文明發(fā)現(xiàn)。1977年，美國(guó)發(fā)射兩顆“旅行者”號(hào)探測(cè)器，攜帶有特殊唱片“地球之音”，錄制幾十個(gè)語(yǔ)種向“宇宙人”的問(wèn)候語(yǔ)、多種自然界的聲音以及包括《高山流水》在內(nèi)的27首古典名曲等。它們能帶來(lái)“外星人”的消息嗎？
據(jù)了解，先驅(qū)者10號(hào)在2003年由于發(fā)射功率不足與地球失去了聯(lián)絡(luò)，美國(guó)國(guó)家航空航天局2013年宣布，旅行者1號(hào)已進(jìn)入星際空間。“因此，這些探索更多是人類對(duì)地外文明向往的一種精神寄托?！蓖跛汲闭f(shuō)，尋找地外文明，除了無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡之外，還將同時(shí)采取激光等方式進(jìn)行探索，目前這一方式已進(jìn)入地面試驗(yàn)檢測(cè)階段。
如果地外智慧生命（俗稱外星人）確實(shí)存在，他們會(huì)住在哪里？能夠有生命存在的星球，需要符合什么條件？
“首先要有適合的溫度，有液體水以供生命進(jìn)行新陳代謝；其次，該行星不能過(guò)大也不能過(guò)小，太大則吸引的氣體太多，太小則抓不住氣體，就沒(méi)有空氣；同時(shí)，恒星要穩(wěn)定長(zhǎng)壽，以太陽(yáng)為例，在它約45億年的歷史中，人類出現(xiàn)在最后200萬(wàn)年，假如太陽(yáng)活不到這么久，人類也就不會(huì)存在了?！蓖跛汲边M(jìn)一步解釋，在宇宙中，生命所需要的水是較為常見(jiàn)的，目前除了地球，在火星、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四以及土衛(wèi)二上，都發(fā)現(xiàn)了水。此外，土衛(wèi)六上的甲烷在低溫下形成了液體，也能作為傳輸生命的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
如果真的存在外星人，“數(shù)學(xué)語(yǔ)言或許可以成為我們與之溝通的方式。”王思潮介紹，例如通過(guò)23與73這兩個(gè)質(zhì)數(shù)相乘，將得到的1679這個(gè)數(shù)字用二進(jìn)制轉(zhuǎn)化后，連續(xù)均勻的無(wú)線電發(fā)送出去，間隔有脈沖或空白，就可以構(gòu)成一幅圖，勾畫(huà)出人類的模樣、地球在宇宙中的位置等信息。
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