寻找地球的那些“兄弟姐妹”

UFO爱好者

　　这颗名叫开普勒-186f的行星围绕一个恒星运行，距地球500光年，跟地球差不多大。天文学家们坚持认为，与之前发现的数百颗星球的大多数相比，这颗行星与地球更相似。

       


        　　寻找地球的“兄弟姐妹”的道路上，人们似乎遇到了麻烦。

        　 一篇发表在《天体物理学杂志通讯》上的文章指出，未来我们寻找那些与地球大小相似的潜在宜居行星时，“可能得准备面临其含水量比预想低得多的情况”。

       


        　　这项由英国剑桥大学专家领导的研究，利用哈勃太空望远镜观测了3颗绕着类似太阳的恒星运转的遥远行星，虽然确实找到了水，但贫乏程度“令人相当吃惊”。

        　　同时这一发现也给行星形成理论带来了挑战——根据现有的行星形成理论，行星是在年轻恒星周围由氢、氦、冰和尘埃粒子组成的尘埃星盘中形成。这些粒子聚集在一起日益增大，直到在引力作用下形成一个固体核，继续吸引周围的尘埃和气体后形成巨大的行星。在这个过程中，行星大气的氧应该大体上以水蒸气的形式存在。但研究发现水蒸气含量极低，给这一理论“提出了许多问题”。
     
  
        

        地球的“兄弟姐妹”可能超过88亿个
        　　寻找茫茫宇宙中地球的那些“兄弟姐妹”，科学家们一直在不懈努力。

        　　有研究显示，银河系中类太阳恒星至少400亿颗，因此地球的“兄弟姐妹”可能超过88亿个。

        　　2009年，美国发射了一个专门用于寻找类地行星的开普勒太空望远镜。该望远镜被发射至距地球大约721千米高的预定轨道，执行探索任务。望远镜上装有9500万像素的相机，计划在天鹅座和天琴座的大约10万个恒星系中搜寻类地行星。

       


        　　一项于2013年底刊登在美国《国家科学院学报》上的报告指出，开普勒太空望远镜此前研究了4.2万颗类似太阳的恒星，这一过程中，发现了603颗可能宜居的行星，包括10颗半径和星际辐射类似于地球的行星。在对可能尚未发现的行星进行校正之后，研究者计算认为，总体上，22%的类太阳恒星可能拥有大小或获得星际能量都类似于地球的行星，这些行星都处于所谓的宜居带中。

        　　宜居带是指一颗恒星周围一定的距离范围，在这一范围内水可以以液态形式存在，如果一颗行星在这一范围内，那么它就被认为拥有生命可以生存的环境。

        不同指数可作为“寻亲”线索
        　　地球的“兄弟姐妹”还需要具有哪些特征？“地球相似指数”似乎可以作为参考。

       


        　　根据维基百科的定义，地球相似指数（Earth Similarity Index，ESI）是一个标定其他行星和地球相似程度的指数，可以经由行星半径、密度、脱离速度和表面温度代入公式计算得知。

        　　这个指数的范围在0和1之间，地球自身的相似指数以1表示。该指数在0.8到1之间的行星代表拥有岩石组成的表面、可以在气候温和条件下保有类似地球大气的行星。根据这个标准，太阳系中没有任何与地球类似的行星或卫星：除了地球自身相似指数为1之外，排名第二的金星的地球相似指数为0.78。

        　　需要指出的是，地球相似指数并不能衡量行星是否适宜人类居住，宜居性由行星适居指数来表征。行星适居性指数关注的则是其他一系列因素，例如是否拥有多岩或者冰冻地表，是否拥有大气层或者磁场。此外，这一指数还关注生物体如何获取能量，或者通过母星的光照，或者通过所谓的潮汐扰动过程。最后，行星适居性指数还要考虑是否存在有机化合物，至关重要的化学反应能否获得液态溶剂支持等。

        　　今年3月，一项奥地利科学研究院太空研究所天文学家的研究成果表明，一颗可居住的行星必须拥有和地球相似的大小和质量。如果行星太小，它将无法具备足够强的引力，合适的大气层也就无法存在，支持生命就更不可能。反之，如果一颗行星太大，当这样的行星形成时，它的引力会吸引氢气进入自身大气层，厚重的大气层导致行星地表压力非常大，也不适宜生命的形成。
     
  
        

        离我们最近的“兄弟”：距离16光年
        　　7月初，美国阿雷卡纳特波多黎哥大学行星适居性实验室的研究人员宣布，他们新发现一颗系外行星，它或许可以支持生命生存，据称它距离我们只有16光年。这颗编号为Gliese 832c的系外行星是一个“超级地球”，其大小至少是我们地球的5倍。

       


        　　研究人员表示，这可能是迄今为止发现的距离我们最近的系外行星，而且也许它拥有与我们地球上一样的温度，只是季节变化比我们更大。据称，这颗系外行星位于恒星Gliese 832的“宜居带”里，即距离主星不远也不近，因此这颗行星表面可以存在液态水。Gliese 832c每36天围绕主星运行一周。然而它的主星是一颗比我们的太阳更昏暗、温度更低的红矮星，因此，尽管Gliese 832c的运行轨道距离主星更近，但是它接收到的恒星能量，大约与我们的地球一样多。
     
  
        

        与地球最像的“兄弟”：大小、温度相似
        　　今年4月，美国宇航局召开发布会，公布了迄今为止发现的与地球最为相似的系外行星，它不太大又不太小，不太冷又不太热。这颗名叫开普勒-186f的行星围绕一个恒星运行，距地球500光年，跟地球差不多大。

       


        　　科学家们认为这一行星和地球一样，也是个多岩石的星球。同时科学家也发现它处在可居住区域，这样的话，这一星球上极有可能有液态水的存在，甚至会有某种形式的生命存在。

        　　当然，这颗系外行星不可能和地球一模一样。开普勒-186f行星同样围绕着一颗比太阳更小更冷的红色的矮恒星运转。这颗红色矮行星所处的行星系统大概距离地球有490光年，该行星系统至少由五颗行星构成。在该行星系统中，开普勒-186f发现得最晚，同时距离地球也最远。

        　　天文学家们坚持认为，与之前发现的数百颗星球的大多数相比，这颗行星与地球更相似，并且已经开始寻找该行星的生命痕迹。

        乌龙事件：那个“兄弟”其实不存在

        　　2010年，天文学家们发现了Gliese 581g——一个有着和地球在大小和温度上都类似的星球，曾被认为非常适合居住。但今年7月发表的一项研究显示“大家都白兴奋了”。

       


        　　最初的证据来源于他们的母星——Gliese 581，一颗暗淡的红矮星，大约是太阳的三分之一大小，距离我们的太阳系大概22光年。

        　　大多数的外星行星由于太靠近母星了因此不能用望远镜直接观测到，因此天文学家们是用间接证据寻找到他们的。在 Gliese 581g 这个案例中，他们是通过观测因重力因素被母星拖拽在一个固定轨道环绕而产生的微小波动而发现的。
     
  
        

        　　当时便有一些天文学家产生怀疑，测量波动的主要方法是测量一个星球的光谱。但这些波动是在是太小了，虽然他们确实证明了某种轨道的产生。

       


        　　发现这个错误的科学家称，那确实有一条实实在在存在可被观测到的轨迹，但那是母星的轨迹，不是所谓的新发现的类地行星重力产生的。他们继续解释道，由于Gliese 581表面的磁场干扰——那些恒星黑子——扭曲了这颗母星的光谱，让它去模仿周围行星的运动轨迹。

        　　母星自身携带着恒星黑子每130天自转一周，而另一颗被“发现”的行星和Gliese 581g的自转周期正好是130天的一半和四分之一，而当科学家们纠正了恒星黑子的错误信号之后，算出的结果是地球的那个“兄弟”消失了。