如果人類想一直生存在宇宙中,就必須思考如果50億年之后地球老去或毀滅之后,我們要去哪里繼續(xù)生活?這是天文探索中的一個狹義大目標,還有一個狹義目標是尋找地外生命。
這兩個目標,最后都離不開一個概念,即尋找“超級地球”。超級地球用最簡單的解釋就是,在宇宙中和地球環(huán)境極度相像的行星。
地球毀滅之前,那里可能會成為人類的殖民地。地球毀滅之后,人類也可以到上面繼續(xù)生活;再不濟,如果地球能誕生生命,那么超級地球應(yīng)該也可以做到。
總之,其意義重大。
(超級地球)
事實上,以現(xiàn)在的科技,發(fā)現(xiàn)行星要比發(fā)現(xiàn)恒星難得多。因為行星不發(fā)光,很難看得到。
迄今為止天文學最常用的發(fā)現(xiàn)行星的方法只有兩個,一個是通過計算,可以推測出某個恒星的周圍可能存在行星。另一個叫“凌日法”。
凌日法是通過長期觀察某顆恒星的亮度,當有行星在恒星前劃過的時候,其亮度會稍有減少,且這種亮度變化有周期性。
(凌日法)
如此,則可以確定某顆恒星周圍有行星,也能大致計算出了其行星的大小。當然,如果行星太小,就不足以發(fā)現(xiàn)了。
新發(fā)射的“詹姆斯·韋伯”太空望遠鏡,可以分辨恒星周圍大量存在的元素。如果照片呈現(xiàn)綠色,就意味著這顆恒星系存在大量的氫,再結(jié)合計算就可以確定其恒星上是否存在海洋等生命誕生的條件。
這就是近幾年來“超級地球”被發(fā)現(xiàn)的大致過程。以前發(fā)現(xiàn)的,確定星系元素組成則比較麻煩。
(詹姆斯·韋伯空間望遠鏡拍攝的照片)
那么一顆恒星要滿足什么條件才能被稱為是“超級地球”呢?這些條件基本上也是一顆星球可以誕生生命的條件。
第一,這顆星球環(huán)境一定要夠溫和。比如要有晝夜節(jié)律,要分季節(jié),有液態(tài)水,還要有大氣,有磁場,有活躍的內(nèi)核。不能是液體星球或者氣體星球,也不能像月球那樣只是一個“大石頭”。
(月球)
第二,這顆星球的太陽一定要穩(wěn)定,不能是瀕死恒星。
之前NASA就發(fā)現(xiàn)了一顆“超級地球”。但因為它們的太陽每過10年就要爆炸一次,由此可以斷定這顆星球就算再像地球,也不會有我們能理解的生命存在了。
我們理解不了的生命,也就被認為是沒生命。
(超級地球)
第三,這顆星球和它所在的星系,一定要處在“適居帶”上。比如太陽系,就在銀河系的一個角落里;而地球和月球,則在太陽系的適居帶上。距離太遠和太近都不行。
第四,這顆星球一定要擁有一顆和月球那樣的衛(wèi)星。這一點相當重要。月球的存在,讓地球的自轉(zhuǎn)速度大大降低,如果沒有自轉(zhuǎn)速度太快的話,這顆星球上就會產(chǎn)生難以想象的暴風,無法誕生生命也無法居住。
總結(jié)起來,這些要求形成了一個計算體系得到的計算結(jié)果越趨近于1,證明這個星球在理論上越像地球。
(超級地球)
三年前,開普勒望遠鏡發(fā)現(xiàn)一顆和地球很像的行星,被認定是超級地球,并且取名為開普勒-1049c。它的評分達到了0.88,也就是說和地球的相似度為88%。這聽起來還是感覺差別很大,可在宇宙的大尺度下,這已經(jīng)是相當不錯的成績了。
太陽系里被認為可能存在過生命的金星,與我們星球的相似度也只有0.78而已。
在發(fā)現(xiàn)這顆星球之后,NASA認為,這是迄今為止所有被發(fā)現(xiàn)的行星中最像地球的一顆。
(地球與開普勒-1049c)
雖然這顆星球的還原圖為紅色,但具體是不是這樣還不知道。有關(guān)星球的研究大致如此,我們?nèi)祟惥拖喈斢谟靡粋€望遠鏡看1000米以外沙堆上的一粒小沙子。很多行星都是通過推理計算之后才大致確定的。
這顆星球的大小是地球的1.06倍。也就是說它幾乎和地球一樣大。
(超級地球)
還有一點,它的平均溫度是零下39℃。地球的實際平均溫度是15℃,兩者差別貌似很大。
這是因為地球的大氣像被子一樣有保溫作用,如果不考慮大氣的話,地球的氣溫只有零下18℃。
假如開普勒-1049c上有大氣的話,那么它的氣溫將會在0℃左右。這個溫度最大的意義在于它上面可能有液體存在的水。
(外星液態(tài)水)
水的意義應(yīng)該不用多說了。
其實水這種東西在深空中是很常見的,但液態(tài)水特別少。絕大部分擁有水的星球,要么是冰要么是汽,也就是說很多星球溫度不是太高就是太低。
想要擁有液態(tài)水,就好比一邊走鋼絲一邊讓一杯水的水面靜止一樣,這差不多100℃尺度是相當難以把握的。
可問題在于,300光年的距離,雖然在宇宙尺度上不值一提,但是在最遠只去過月球的現(xiàn)代人類看來,是根本達到不了的。
(宇宙)
開普勒-1046c是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最像地球的超級地球。不過還有一顆行星,它在理論上是和地球最像的,只是天文學家還沒有敲定這個結(jié)論。
這顆星球的暫命名為KOI-4878.01,如果確定它的信息之后,這顆星球?qū)⒈桓拿麨殚_普勒-4878b,因為它也是開普勒望遠鏡發(fā)現(xiàn)的。
這顆星球,在理論上講,它比開普勒-1049c與地球的相似度還要高0.1,達到了0.98!這個數(shù)據(jù),標志著它完全就是另一個地球!
(KOI-4878.01推測圖)
它哪里和地球像呢?首先就是這顆星球的大小就和地球差不多。還有這顆星球的太陽也和我們的太陽幾乎相同。比如亮度、大小、質(zhì)量、壽命、穩(wěn)定性,基本一致。
一般來講,宇宙中普遍存在的都是雙恒星系統(tǒng)或三恒星系統(tǒng),像太陽系這種只有一顆恒星的星系本來就不多見。而KOI-4878.01所在的星系,就是如此。
還有一點很重要,就是這顆星球距離它自己的恒星和我們到恒星的距離也差不多,亮度接收相當可觀。在這樣一個合適的相對位置之下,這顆星球上的平均溫度達到了零下15℃,只比地球高3℃。
(超級地球)
不過,這顆星球的相關(guān)數(shù)據(jù)還沒有100%確定,所以還不能敲定它到底是不是真的最像地球的超級地球。
關(guān)于最后結(jié)果,估計各位也不用等太久了。2023年7月份的時候,NASA宣布即將正式確定其名稱為開普勒-4878b,也就是說它確實存在,且NASA已經(jīng)大致弄清楚上面的情況。
只是不知道數(shù)據(jù)上會不會和之前有太大出入。等待NASA公布其是否為“第二個地球”的結(jié)論就可以了。
(美國航空航天局)
值得一提的是,這顆星球還有一個非常漂亮的黑色星環(huán),顯得尤為特別。
發(fā)現(xiàn)KOI4878.01,最大的意義不在于它和地球有多像,而是它上面可能會因為環(huán)境適宜而存在生命。至于我們能不能去,估計在很長一段時間里,很難。因為這顆星球距離地球有1200光年。
(KOI4878.01推測圖)
現(xiàn)在,人類還在堅持不懈地探索深空中的“第二個家”,也許有的人會失望——發(fā)現(xiàn)了也去不了。但探索之路就是如此,一直覺得珠穆朗瑪峰上不去的話,那里就不會插上中國國旗了。
千億年之后,當我們的子孫找到新家的時候,他們會感謝我們的。
(另一個地球)
仲開蓉.兩顆“超級地球”新行星[J].瘋狂英語(新讀寫),2023(06):39-41+77.
劉聲遠.超級地球是怎樣形成的?[J].大自然探索,2023(06):36-40.
“超級地球”被發(fā)現(xiàn),人類將不再孤單?[J].大眾科學,2022(10):9.
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