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地球“大表哥”住得那么遠,找到它有什么意義?

澎湃新聞實習(xí)記者 沈哲凡 記者 袁達
2015-07-24 16:46
來源:澎湃新聞
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美國宇航局(NASA)當?shù)貢r間23日午時(北京時間24日零時)宣布了開普勒太空望遠鏡的重大發(fā)現(xiàn)——迄今為止與地球最相似的星球“開普勒452b”(Kepler 452b)。

與之前媒體熱炒的“另一個地球”不同,這顆星球并不是我們想象的“一個生活著外星生物等著地球人去打招呼的星球”。在為發(fā)現(xiàn)這顆可能孕育海洋和生命的地球“大表哥”而振奮之前,有必要了解這顆距離我們1400光年之遙的星球到底是什么樣子。我們是不是高興得太早?找到它有什么意義?

藝術(shù)家構(gòu)想的開普勒452b表面。 搜尋地外文明研究所(SETI)DANIELLE FUTSELAAR圖

孿生星球?還早著呢

開普勒452b是人類發(fā)現(xiàn)的第一顆圍繞類日恒星運行、位于宜居帶(恒星周圍水可以以液態(tài)形式存在的一定距離范圍)且與地球大小相當?shù)男乔颉K倪\行軌道與地球相似,公轉(zhuǎn)周期385天,與地球相差無幾,開普勒452b及其所圍繞的恒星也可能是太陽系之外最接近地日組合的。但這并不意味著開普勒452b就是另一個地球了,NASA認為還相距甚遠。

開普勒452b比地球大60%左右,圍繞著一顆比太陽更亮、更大、也更老的恒星運轉(zhuǎn),

科學(xué)家們所言的“孿生星球”,大都是假想一顆圍繞類日恒星運行、與地球大小相當?shù)男乔颉0l(fā)現(xiàn)“孿生星球”無論對于科學(xué)界還是對于人類而言都是一次變革,畢竟目前已知有生命存在的星球只有地球。相信在未來,隨著類似的發(fā)現(xiàn)越來越多,人類會一步步走向找到“孿生星球”的那一天,只是現(xiàn)在還遠沒有達到。

對這顆星球還知之甚少

雖然表面上看起來開普勒452b與地球十分相似,但其實質(zhì)與地球可能天差地別。科學(xué)家們在會議中指出,如果它是一顆巖石星球,就可能會經(jīng)歷“失控溫室效應(yīng)”(runaway greenhouse effect),即行星表面溫度和大氣不透明度之間存在的正回饋導(dǎo)致溫室效應(yīng)增強,直到行星上的海洋完全蒸發(fā)。因此開普勒452b可能預(yù)示了地球的未來,在太陽達到一定壽命后,地球也將經(jīng)歷這一過程。

在斷言開普勒452b和地球的相似度之前,科學(xué)家們需要繼續(xù)研究其質(zhì)量和大氣環(huán)境。基于目前已有的科學(xué)分析,開普勒452b上的重力可能比地球大得多。科學(xué)家認為,開普勒452b是不是巖石星球還有待商榷,仍有40%的可能性是海洋星球或覆蓋冰層的“迷你海王星”。事實上,現(xiàn)在的疑問比答案更多。

然而,困難之處在于,開普勒452b是距離地球?qū)嵲谑翘h了。這段旅程,光要走1400年,按照現(xiàn)有的技術(shù)水平,人類要走5億多年。

地球與開普勒452b對比效果圖。 NASA 圖

可能存在其他巖石星球

開普勒452b是開普勒望遠鏡在旋轉(zhuǎn)中通過觀測恒星亮度尋找到的,由于光線的變化十分微小,發(fā)現(xiàn)和確定行星絕非易事。2009年發(fā)射的開普勒空間望遠鏡,到目前為止已經(jīng)檢測到4661顆太陽系外行星,只確認了其中1030顆行星的存在。在這1030顆中,只確定了12顆圍繞恒星運行、位于宜居帶,且可能是巖石行星的小型星球,直徑都介于地球的1-2倍之間。

在周四宣布發(fā)現(xiàn)開普勒452b之前,開普勒186f被認為是最像地球的太陽系外行星,其軌道與地球更為接近,只比地球大11%,但它所圍繞的恒星在亮度和大小上都比太陽遜色不少,公轉(zhuǎn)周期也只有129.9天。

值得注意的還有今年早些時候公布的開普勒438b、440b和442b,其公轉(zhuǎn)周期與地球也相差很大:稍大于186f的438b僅為35天,440b公轉(zhuǎn)周期101天并且比剛發(fā)現(xiàn)的452b還要大,442b比地球大26%、公轉(zhuǎn)周期111天。

開普勒452b身旁那顆類日恒星,讓它從眾多缺少陽光普照的“小兄弟”中脫穎而出。

開普勒望遠鏡發(fā)現(xiàn)的12顆太陽系外類地行星。 NASA 圖

怎樣繼續(xù)尋找?

在接下來幾十年中,一些比開普勒更先進的新式空間望遠鏡將投入使用,探索廣袤宇宙中的外部世界。

舉例說來,NASA將在2018年發(fā)射哈勃太空望遠鏡的繼任者——詹姆斯韋伯空間望遠鏡,通過紅外波段對宇宙進行觀測,捕捉外太空里類地行星的蹤跡,幫助科學(xué)家進一步了解宇宙的結(jié)構(gòu)。

今年晚些時候?qū)⒃谥抢_工建造、預(yù)計2024年投入使用的巨型麥哲倫望遠鏡(Giant Magellan Telescope)將有望成為世界上最大的光學(xué)望遠鏡,聚焦能力達到目前最大的光學(xué)望遠鏡能力的六倍以上,由于使用了高科技半導(dǎo)體技術(shù),成像精度更高,觀測清晰度也是哈勃太空望遠鏡的10倍左右。巨型麥哲倫望遠鏡能夠透過大氣層并分析其成分,讓科學(xué)家更加深入地了解星體和觀測宇宙。

巨型麥哲倫望遠鏡效果圖。 圖片來自網(wǎng)絡(luò)

盡管如此,發(fā)現(xiàn)“大表哥”還是很重要

不過現(xiàn)在,開普勒-452b是科學(xué)家們最關(guān)心的,在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的眾多行星中,只有452b圍繞著一顆類日恒星運行。NASA科學(xué)任務(wù)委員會(Science Mission Directorate)副行政官約翰?格倫斯費爾德(John Grunsfeld)說:“這個令人興奮的結(jié)果將使我們離發(fā)現(xiàn)地球2.0又近了一步。”

“開普勒-452b就像是地球的大表哥,幫助我們更好地理解地球的環(huán)境演變。” NASA艾姆斯研究中心開普勒數(shù)據(jù)分析主管瓊?詹金斯(Jon Jenkins)說,“這顆星球已經(jīng)圍繞恒星運行了60億年,讓人心生敬畏。如果那里存在生命所需的所有成分和生存條件,將很有可能孕育出生命。”

在目前發(fā)現(xiàn)的類地行星中,最近的一顆位于13光年之外,像452b這樣遠至1400光年外的星球不在少數(shù),終其一生也難以到達。人類向外太空生命發(fā)出的信號,即使被接收也至少在3000年后才能收到回應(yīng),但每前進的一步仿佛都在提醒人類:

在廣袤的宇宙中,我們或許并不孤單。

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