想移民吗？科学家发现第二个地球

伤我心太深 · 发表于 2011-8-5 20:38:14

类地行星（右）环绕恒星（左）运行模拟图。
　　法国科学家近日称，太阳系外20光年处发现的一颗红矮星被证实拥有与地球类似的环境。这是科学家首次以绝对肯定的态度声称找到一颗“环境宜人，适合人类移居”的星球。“生命行星”、“宜居星球”也再次引起了人们的关注：地球将不再“孤独”了吗？目前研究发现了多少颗“宜居”星球？它们都是什么样子？宇宙移民可能吗？请专家为我们解读。
　　相距20.5光年体积比地球略大
　　辽宁日报：有报道称，在太阳系外20光年处发现的一颗红矮星“格里泽581d”近日被法国科学家证实拥有与地球类似的环境。这个行星是最新发现的吗？
　　季江徽：早在2007年“格里泽（Gliese）581d”这颗红矮星就被法国空间局的专门用于发现太阳系外类地行星的CoROT卫星观测到，它是一颗质量约为地球7倍质量的行星，体积比地球略大，距离地球约20.5光年，通过观测到的情况分析，可以确定它为一颗类地行星。
　　辽宁日报：新闻中提到还有一颗“格里泽581g”的星,也是类地行星？
　　季江徽：首先说说“格里泽581”，它是一颗恒星，位于南半天球天秤星座内，近些年来,天文学家把寻找太阳系外类地行星的范围集中到了这颗星上，因为它呈现出带有多颗行星的特征。目前天文学家发现或推测出它至少拥有4颗行星，分别定为abcd,被普遍认为是类地行星。2010年，美国天文学家发现这个行星系统可能有6颗行星，包括上述的“格里泽581g”，质量大约为地球的3-4倍，推测它也是一颗类地行星，可能有大气层存在。
　　辽宁日报：新闻中说“格里泽581d”是一颗宜居星球，这是不是说它不但有着和地球差不多的质量和体积，而且适合生命的存活？
　　季江徽：“宜居”主要是指可以让生命体存活，那么以目前最普遍的对生命体的认识来说，生命体存活必不可少的条件就是水，特别是对于人类来说。如果某个星球被证明有水或能合成水的成分，那么这种行星适合生命居住的可能性就会增大。当然，有了水，还要进一步考察是否存在氧气、二氧化碳、甲烷、合适的温度等，如果这些条件都具备，就说明其具有了与地球相似的环境，亦即“生命维持系统”，这个星球就可以说是宜居的星球，当然，要想真的让生命生存，还需要很多条件，比如不存在对人体有破坏作用的物质如毒气等。
　　辽宁日报：看来，在茫茫宇宙中寻找到一颗宜居星球并不是一件容易的事。
　　季江徽：是的，非常不容易。其难度可以从两方面来看：一是宇宙之大、各星体距离之远，远远超过了人类直接观测的范围，现代的科学手段虽然已经有了很大的进步，观测和计算能力范围有所提高，但仍然十分有限，而有待观测的星球不计其数；另一方面，地球及地球生命的产生可以说是一个偶然事件，不排除银河系中有与地球相似的星球而且有生命甚至高等智能的存在，但是就目前来看，这个生命星球即使有，其存在的比例也是很低的，这给我们发现和搜索类地行星和外星生命带来很大的难度。
　　天文望远镜+模型推算多个探测计划正在实施
　　辽宁日报：但是，找到和地球相似的星球及生命始终是我们的愿望？
　　季江徽：是的，地球和人类在宇宙中是孤单的吗？这是人类对自己命运的共同拷问；发现“邻居”，相互交流、消除威胁、外星移居是人类的终极思考。那么借助现代科学手段，这一愿望在天文科学探索中逐步得以展开。
　　辽宁日报：目前我们已经扩展到在太阳系外寻找类地行星，但太阳系外如此遥远，我们用什么办法去发现它们？
　　季江徽：随着科技发展和一系列空间探测活动的展开，我们有多种方法去寻找。类地行星的质量较小，用望远镜很难直接观测到，但是我们可以先发现另一类更大的行星――类木行星，即像木星那样的气态的巨行星，体积非常大，基本不具有适于生命生存的环境，但可以用天文望远镜观测到，容易被发现，这样的行星被发现后，我们就把焦点集中在类木行星所在的这颗恒星区域，因为围绕着这个恒星，很有可能存在一个区域，存在类地行星。
　　辽宁日报：但您提到类地行星不易被观测到，我们又如何去确定它是类地行星？
　　季江徽：有多种科学办法，如视向速度法等。视向速度法的原理是这样的，类地行星本身不发光，它是反射恒星的光，尽管很微弱，这也有一个辐射的过程，并且由于行星大气成分的不同，会产生反射光光谱的周期性变化，通过对变化谱线的测定我们就可以确立类地行星的存在。还有一个办法是观测恒星变暗的办法，因为类地行星要围着恒星转，从地球的角度看，在旋转的一个周期内一定会有把恒星“挡上”、遮住其光亮的时候，天文学通过测量恒星暗下来的度数，就可估算出这颗行星的大小和质量，而两次“挡上”的间隔就是其轨道周期，同时光谱仪将测出行星的温度、亮度和质量，进而考察是否有水、氧气等。
　　辽宁日报：这是否也需要高精密的仪器设备？探索类地行星在世界上有统一的行动或项目吗？
　　季江徽：目前最大的探测类地行星的项目就是 “开普勒探测计划”。2009年3月美国航空航天局将用于寻找类地行星的空间望远镜――“开普勒”（Kepler）送入了太空轨道，开始对大量的恒星进行探测，寻找与地球相似的星球。另外还有欧洲 2006年底发射的CoROT卫星，收集遥远行星的信息，测量宇宙恒星震动，也是类地行星搜索的先行者。未来的空间望远镜将成为强有力的探测手段，如欧洲航天局（ESA）计划2013年发射的Gaia空间望远镜，投放在距离地球百万英里的太阳轨道，对银河系10亿颗恒星的位置速度进行高精度测量，使用天体测量法和掩星法探测系外行星。NASA和ESA以及加拿大等将于2018年联合发射JWST空间望远镜，进行红外波段的探测系外行星，通过光谱分析甚至可以推知行星上有无生命迹象。我国将在南极建望远镜进行地外行星观测。
　　人类也许不再孤独生命间或将实现交流
　　辽宁日报：看来探测类地行星的行动已经全面展开了，那么到目前为止，已经发现了多少类地行星？
　　季江徽：从1995年人们发现第一颗太阳系外行星起，到目前人类已经发现560多颗太阳系外行星，其中类地行星有数十个，还包括60多个多行星系统，即恒星和围绕它运转的行星构成的系统（太阳系就是一个典型的多行星系统）。
　　辽宁日报：类地行星中有适合生命生存的吗？
　　季江徽：从与恒星的位置上看，有50多颗类地行星有产生大气、水或温度等条件的可能，所以各国天文学家通过数学物理模型来计算推断这些行星的“宜居”程度，到目前为止有最大可能的就是新闻中提到的“格里泽581d”和同一行星系统中的“格里泽581c”及大熊座内的一个行星系里某个类地行星。
　　辽宁日报：“格里泽 581d”和“格里泽581c”目前看来有什么区别吗？哪个更“宜居”？
　　季江徽：这两颗卫星的“宜居”的性质都是通过科学模型的推算得出的，并非实际观测到的，但这也给我们进一步探测提供了很好的科学依据。首先，环绕一颗恒星有一个满足生命存在必需条件的“生命可栖息区域”，主要跟恒星的辐射和行星离恒星的距离有关，比如在我们太阳系，可栖息区大致分布在金星轨道到火星轨道之间,地球刚好在其中。生命可居带就有可能存在像地球一样的生命环境条件，“格里泽581d”、“格里泽581c”及大熊座内的一个行星系里的类地行星都在这个区域范围内。
　　法国科学家通过模拟“格里泽581d”的大气，推断出其中可能含有浓度极高的二氧化碳。他们认为这样的环境恰好能保证星球上有液态水、海洋、云层和降水现象。其实，早在2009年就有科学家根据行星的形成原理推断“格里泽581c”上可能全是水。像这样的科学推算增加了我们对类地行星的认识，为进一步探索该行星的环境做了准备，而每当在“宜居”的发现上迈进一步，就会令我们关注和兴奋。当然，对于确定是否是一颗与地球几乎有相同环境的行星还有很多工作要做。
　　而“格里泽581”是银河系中最古老的恒星之一，非常稳定，所以如果它的行星存在生命，可以肯定的是，他们必须要有承受重力和更强的恒星辐射的能力，其上面的生命将经历了数十亿年的进化。
　　辽宁日报：一旦宜居行星得以确认，是否可以进行宇宙移民？
　　季江徽：目前探测宜居星球仅仅是开始，还有大量未知领域需要探索，即使有一天真的发现了一颗与地球极相似的宜居行星，我们想要进行星际移民也不是一件容易的事，毕竟它离我们实在太遥远，因为坐接近光速飞行的太空船，至少也需要过20.5年才能抵达那儿；但是另一个意义却很现实，就是研究它的特点及形成、发现生命甚至高级智能的存在，和他们交流学习，促进人类进步。