地球或許并不唯一,當探索宇宙的距離越來越遠,探索的速度變得越來越快。尋找一顆比地球質(zhì)量更大,居住環(huán)境更好的星球,也不是不可能。
地球,生命的搖籃,孕育人類文明
什么樣的星球,可以激發(fā)人類的探索欲,有望成為世界毀滅之前人類逃去的棲息地?這種星球它被稱作“超級地球”。
超級地球的定義如何?科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一顆超級地球,既然和地球相似度很高,它是否有著適宜人類居住的條件?除了這顆被發(fā)現(xiàn)的星球,還有哪些與地球相似的星球?目前科學(xué)家們觀測到的這顆超級地球,和地球隔著22光年的距離,堪稱地球的孿生兄弟,相似度高達84%。
超級地球示意圖
天文學(xué)家把那些和地球相似度高,但是比地球更加巨大的行星稱為超級地球。用專業(yè)一點的用語來描述,這樣的星球叫做超級類地行星,“地”指的就是地球。超級地球被認為和地球一樣,經(jīng)歷了板塊構(gòu)造的演變過程,形成了峽谷高山,會受到天外來物“隕石”的撞擊,會因為內(nèi)核物質(zhì)的運動造成火山噴發(fā)。
最早的時候,科學(xué)家對超級地球的定義只關(guān)注其質(zhì)量,并將其作為判斷的唯一標準。對于是否有適宜的溫度、濕度,主要物質(zhì)、軌道參數(shù)、宜居環(huán)境一概不提。后來科學(xué)家反映,應(yīng)該在對超級地球的定義中加入是否有理想的大氣狀況,接著又提出了擁有固態(tài)表面的概念。
三分之一“超級地球”是由海洋構(gòu)成的星球
回過頭來說,首先超級地球類似于我們的地球。我們地球除了大氣,絕大部分是巖石。根據(jù)巖石的種類,可以劃分為硅化合物為主的硅酸鹽行星和以碳化合物為主的碳行星。迄今為止,人們在可以被觀測的宇宙空間里已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超過4000顆超級地球,它們似乎集中分布在銀河系的一條宜居帶內(nèi)。
這條宜居帶處于銀河系中心到銀河系邊緣之間的位置。銀河系的中心恒星密集,黑洞活躍,并不像是宜居星球該待的地方。銀河系邊緣是一些逐漸脫離銀河系的邊緣星系,缺乏光和熱,也不是正常星球產(chǎn)生的場所。
銀河系宜居帶與太陽系宜居帶
在這個宜居帶,存在著宜居的固態(tài)行星,有合適的大氣包裹行星,減少太空輻射,防止太陽紫外線直接射向表面,減少液態(tài)水的蒸發(fā)。說到液態(tài)水,需要合適的溫度。太冷則如同天王星是一顆冰冷的星球,太熱則會像金星一樣被溫室氣體二氧化碳覆蓋。要知道,金星最熱的時候表面溫度高達472℃。
有一顆位于宜居帶、距離地球22光年的超級地球,最有可能成為人類未來太空移民的首選,它位于天蝎座三恒星系統(tǒng)的格利澤667C恒星系。
與地球最相似的幾個系外行星
格利澤667C恒星系僅是太陽恒星系的三分之一,光線也比太陽暗,溫度還比太陽低。在發(fā)光發(fā)熱的恒星系中,格利澤667C顯得那么不起眼。不過格利澤667C恒星系的溫度還是比地球略高一些,如果我們?nèi)祟悂淼竭@個恒星系,它將提供比地球更為廣闊的生存空間,很可能資源也比地球要豐富很多。
關(guān)于格利澤667C恒星系是否有外星生命,科學(xué)家更為詳細地探索了格利澤星系的情況。就像太陽,以太陽為核心形成了太陽系。格利澤也擁有環(huán)繞其運轉(zhuǎn)的眾多行星。有7顆低質(zhì)量的行星在近距離軌道圍繞格利澤667C公轉(zhuǎn),根據(jù)對這7顆低質(zhì)量恒星的進一步探索,科學(xué)家至少發(fā)現(xiàn)了5個信號,證明格利澤星系的某些低質(zhì)量恒星可能存在生命。
格利澤667C恒星系的所處位置示意圖
再來更進一步了解這7顆環(huán)繞格利澤667C的行星。其中3顆巖石行星具有很好的宜居性,這三顆中一顆叫做”Gliese 667Cc”的巖石行星是格利澤667C星系中最靚的仔。下面我們簡稱它為G667Cc。
地球和系外行星上的黃昏藝術(shù)渲染圖
G667Cc的一年只有大約28個地球日,連地球的一個月不到,所以在G667Cc過日子,會有一種度年如月的感覺。G667Cc和地球的相似度高達84%,受到的光照差不多是地球的90%,大部分是電磁輻射,不可見的紅外線占大多數(shù)。G667Cc由于吸收了更多的電磁輻射,它的表面溫度會比地球高一些,更靠近格利澤星系宜居帶的“熱”邊緣。
格利澤667C中類地行星的構(gòu)想圖
適宜的光照和熱量,塑造了宜居的生存環(huán)境。既然G667Cc和地球有著高達84%的相似度,我們可以認為它具有一些適宜人類居住的條件,那么有哪些條件呢?
超級地球的構(gòu)想圖
格利澤667C恒星系的光熱條件和質(zhì)量都是比太陽小的,所以G667Cc從恒星接收到的光熱,以及受到的引力作用,都比不過地球。如果太陽給予地球的光熱是100%的話,G667Cc受到的光熱轉(zhuǎn)化為能量大約是90%。
身處格利澤667C恒星系的宜居帶,是G667Cc的幸運之處。它擁有合適的溫度,所以很大概率有液態(tài)水的存在。有水就意味著可能有生命的孕育。我們知道,生命的誕生離不開水、碳和氧,目前條件已經(jīng)具備其一,那是不是具備了產(chǎn)生氧氣,出現(xiàn)碳基生物的基礎(chǔ)呢?
是否存在液態(tài)水是生物能否存在的關(guān)鍵
不過G667Cc并不是那么十全十美。因為它的光線沒有經(jīng)過很好地“過濾”,其中一部分光是紅外線,對地面及可能存在的生物還是有一定殺傷力的。我們目前也無法去到這顆距離地球22光年遠的行星,探測液態(tài)水的存在,只能用天文望遠鏡知曉它的距離、觀察大概的形態(tài)。
對于格利澤G667C這顆恒星而言,產(chǎn)生的耀斑和強烈的高能帶電粒子也會影響G667Cc的環(huán)境。也許隨著時間的推移,它和地球的相似度會逐漸減小,變得不那么像地球,也就不太有可能適宜人類居住了。
格利澤G667Cc的各項數(shù)據(jù)分析圖
我們對格利澤667C和G667Cc的觀測依然在繼續(xù),同時也在嘗試發(fā)現(xiàn)第二個、第三個超級地球并進行觀察。那么通過太空射電望遠鏡以及“天眼”等設(shè)備,我們還發(fā)現(xiàn)了哪些與地球相似的星球呢?
和G667Cc一樣,屬于格利澤667C這個母恒星系、距離地球16光年的G832C也是一顆和地球相似的超級地球。因為它距離格利澤667C的距離比地日距離更近一些,所以G832C所受到來自母恒星格利澤667C的能量輻射接近地球所受到的太陽輻射能量大小。
格利澤G832C構(gòu)想圖
G832C的質(zhì)量是地球的5倍有余,雖然它的平均溫度只有-20度,但厚重的大氣層可以提供更好的保溫作用,使G832C的體表溫度高于這個值。
還有一顆和地球相似度高達99%的超級地球不得不提,它就是距離地球1400光年、位于天鵝座的開普勒452b。它的數(shù)據(jù)又如何?開普勒452b是NASA發(fā)現(xiàn)的一顆類地行星,直徑是地球的1.6倍。這還不算啥,關(guān)鍵是它的公轉(zhuǎn)周期,和地球的365天只相差了20天。
開普勒-425系統(tǒng)與太陽系的適居帶范圍比較
開普勒452b應(yīng)該是迄今為止,發(fā)現(xiàn)和地球最為接近的“孿生星球”了,它位于所屬母恒星系的宜居帶,擁有和地球相差無幾的運轉(zhuǎn)周期。然而就在大家認為卡普勒452b極可能產(chǎn)生液態(tài)水,發(fā)展出生命物質(zhì)時,從科學(xué)家那邊卻傳來一個不好的消息。
開普勒452b可不是什么地球的表兄,和地球比起來,它的年齡是還要大一些的。地球的壽命是45億年,開普勒壽命是60億年,事實上地球和開普勒452b都是老齡星球了。
開普勒452b構(gòu)想圖
科學(xué)家表示開普勒452b的衰老速率比地球更快,甚至已經(jīng)進入衰老階段了。等我們有幸到達距離地球1400光年的開普勒452b,或許它早就毀滅,不存在了。除非我們能實現(xiàn)蟲洞穿越,在地球和開普勒之間打開自由通行的任意門,顯然,這是天方夜譚。
不論是格利澤667星系的G667Cc、G832C,還是處于衰退、也許某一天就消失掉的開普勒452b,這些發(fā)現(xiàn)都是人類為尋找下一個宜居星球做出的努力。
宇宙那么大,人類所探索的僅僅是千億分之一
事實上,太陽也在慢慢衰老。也許有一天,我們需要帶地球逃離太陽系,就像《流浪地球》上演的那樣,不過那是很遙遠的事情,是后代的后代才可能會操心的事情。
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