尋找人類第二家園抑或適于人類宜居的五顆行星

張長青/編譯

●一個需要澄清的重大疑問是：居住在地球這顆藍色星球上的我們感覺孤獨嗎？宇宙中其他星球上是否也存在生命？為了能對此疑問做出解釋，天文學家們正在從遙遠星際中尋覓能適于人類居住的行星。

去年7月，美國一研究小組發(fā)布報告稱，有證據(jù)顯示，又發(fā)現(xiàn)一顆行星具備有支持類似地球生命存在的條件。根據(jù)美國行星適居性實驗室報告，該行星將成為已知太陽系之外第五個潛在的人類宜居世界。那么，我們對這五個類似地球環(huán)境的行星又了解些什么呢，以及這些行星又是如何支持類似地球生命的存在呢？

格利澤581g：與地球相似度(ESI)0.92，最小質(zhì)量2.2倍于地球，距離地球20.3光年

地球?qū)\生兄弟：格利澤581g

格利澤581g是在2010年9月29日由華盛頓卡內(nèi)基學會和加州大學圣克魯斯分校（UCSC）等機構(gòu)發(fā)現(xiàn)并公諸于世的，盡管在宣布后沒多久質(zhì)疑之聲便不絕于耳。曾發(fā)現(xiàn)格利澤581星系中其他四顆行星的日內(nèi)瓦天文臺研究小組這次卻沒能在其自己的數(shù)據(jù)中探測到這顆行星，然而581g的發(fā)現(xiàn)者用了大量數(shù)據(jù)發(fā)表了一份分析報告，宣稱他們有明顯的證據(jù)顯示它的真實存在。

這項發(fā)現(xiàn)具有非常重要的意義。根據(jù)地球相似度指數(shù)（ESI)，格利澤581g是迄今所發(fā)現(xiàn)行星中最接近地球條件的一顆行星。利用ESI測量外部行星的特征，其范圍是從0到1，當接近1時說明與地球相似。因此，波多黎各大學的在線宜居行星目錄決定將格利澤581g收錄其中，把它列為最具有支持生命存在條件的行星。

像其他星球目錄一樣，格利澤581g的軌道圍繞其恒星恰好處在一個“甜蜜點”上，即可居住帶上，或稱宜居帶。該宜居帶區(qū)域的氣候不熱也不冷，估計有液態(tài)水存在，其質(zhì)量是地球的兩倍。盡管該行星距地球的距離要比離其主恒星遠得多，但它與地球所接收到的光通量卻是相同的，原因在于格利澤581g是一顆紅矮星，比我們的太陽要暗。加州大學圣克魯斯分校的地理學和天體物理學教授史蒂芬·沃格特(Steven Vogt)、同時也是該行星的發(fā)現(xiàn)人之一稱，格利澤581g的軌道正好落在了恒星的可居住帶上，距離其主恒星大約0.13個天文單位，該區(qū)域帶行星表面存有液態(tài)水是完全有可能的。問題是尚需提供出新的證據(jù)才能讓質(zhì)疑者信服。

新街邊男孩：格利澤 667Cc

該行星是由美國卡內(nèi)基研究所和德國哥廷根大學的一個研究小組于2012年2月發(fā)布的，格利澤667Cc被稱為超級地球的類行星，其大小介于巖石星球之間,類似于地球、火星和氣態(tài)巨行星,如木星和土星，其質(zhì)量是地球的4.5倍。格利澤667Cc單軌繞行一圈的時間是28天，距離地球僅為22光年。

格利澤667Cc：與地球相似度(ESI)0.85，最小質(zhì)量4.5倍于地球，距離地球22光年

系外行星吸收的大量能量均來自于其恒星本身，就像地球從太陽接收陽光一樣，也就是說它的表面溫度與地球相類似。這樣就有可能在其行星表面存有液態(tài)水，這是生命生存的重要條件之一。

但天文學家認為，在無法得到更多的行星大氣等相關(guān)信息之前還不能做此確認。盡管如此，共同發(fā)現(xiàn)人吉利姆·A·埃斯屈德 （Guillem A.Escude）曾說過，667Cc是一顆支持液態(tài)水存在的最佳候選者，或許還有我們所知的生命存在。

開普勒22b：與地球相似度(ESI)0.81，質(zhì)量高達地球40倍(上限)，但可以接近6，距離地球620光年

巨獸：開普勒22b

自美國宇航局 （NASA）開普勒太空望遠鏡于2009年投入使用以來，已經(jīng)探測到2 300個候選行星。在這些候選行星中，開普勒22b是唯一得到適宜居住確認的星系。從其大小與運行軌道可以發(fā)現(xiàn)，它是最接近地球型態(tài)的行星，其距離22b主恒星遠近合適，屬于相同的G型類行星。就像我們的太陽一樣,只是質(zhì)量稍小，溫度也相應低了一些，其半徑是地球的2.1倍，比所列五顆行星的體積都大，它的軌道公轉(zhuǎn)周期約為290天，和地球相差不大。

科學家目前尚不清楚該行星的主要組成成份，巖石、氣體抑或是液體？從其體積表明（同地球相比），更接近氣態(tài)的海王星。在開普勒22b被發(fā)現(xiàn)的時候，加州大學伯克利分校系外行星探索者杰夫·馬西（geoff marcy）教授打賭說，這顆行星表面不會有堅硬的巖石。

但這對于生物學上的入駐未必是件壞事。執(zhí)行此項任務(wù)的科學家娜塔莉·巴塔爾哈（Natalie Batalha）說，如果將開普勒22b比作海洋中的一枚小小的巖核的話,那它就是一個存在可能性的領(lǐng)域，有可能生命就存在于這片海洋當中。

HD85512b：與地球相似度(ESI)0.77，最小質(zhì)量3.6倍于地球，距離地球35光年

蒸汽浴：HD85512b

HD85512b屬另一個“超級地球”,其質(zhì)量是地球的3.6倍,運行軌道剛好位于宜居區(qū)的內(nèi)邊緣。這意味著同地球相比，它更接近金星，能從恒星上吸收到更多的能量。然而,這不一定會阻止有生命存在的可能性。

行星上的舒適度可能取決于云的覆蓋率（云能反射太陽輻射），如果云層覆蓋率高，說明能夠?qū)⒆銐虻哪芰糠瓷涞教找苑乐贡砻孢^熱。HD85512b行星的發(fā)現(xiàn)者通過計算,發(fā)現(xiàn)該行星有超過50%的云層(與地球的順序一樣),50%的云覆蓋率則意味著HD85512b的部分天空呈多云狀態(tài)。

如果HD85512b存有任何形式的生命，必將適應非常溫和的條件,“HD85512b可能非常潮濕而悶熱,試想在這種環(huán)境下人類該如何生存。”該行星的發(fā)現(xiàn)者之一、德國馬普研究所的麗莎·凱爾特納格（Lisa Kaltenegger）在發(fā)現(xiàn)這顆行星時就提出這樣的疑問，“我們認為它并不適于人類居住。”

格利澤581d：與地球相似度(ESI)0.72，最小質(zhì)量5.6倍于地球，距地球20.3光年

水世界：格利澤581d

2007年，日內(nèi)瓦天文臺一研究小組利用位于智利的HARPS（行高精度徑向速度行星搜索器），發(fā)現(xiàn)了一顆編號為格利澤581d新類地行星。格利澤581d可能太過于龐大了，以致無法形成完全的巖石物質(zhì)。然而，據(jù)該行星的發(fā)現(xiàn)者之一史蒂芬·奧戴利（Stephane Udry）稱，它卻是一顆成為首個“海洋行星”最有力的候選者。科學家推測，這顆新行星的平均溫度大約在0攝氏度至40攝氏度左右。在這種溫度條件下，水可以保持液體狀態(tài)，也比較適合生命生存。

在五顆行星當中，格利澤581d與格利澤581g最相鄰，但前者的軌道離其主星的距離非常遙遠，處在宜居區(qū)的外緣，溫度較低。因此,格利澤581d的光強度大約是35%，相當于火星上的光強度。

但是，通過對系外行星大氣層計算機模擬表明，在某些場景中，溫室氣體會使表面溫度保持在0℃以上，水處于液態(tài)狀。奧戴利博士認為,該行星甚至能被廣闊的深海所覆蓋。

如果人類想把格利澤581d做為人類第二家園選擇的話，所面臨的最大挑戰(zhàn)就是距離問題。格利澤581d距離地球大約20.3光年，位于天秤星座。天文學家將來要解決的一些問題是，首先要采用直接光譜觀測并了解其行星大氣層。

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尋找另外一顆適合人類居住的星球

斯蒂芬·霍金（中）在英國劍橋大學與《喬治打開宇宙的秘密鑰匙》的合著者——他的女兒露西·霍金及物理學博士高佛爾德合影。攝于2007年9月3日

2007年，英國天體物理學家斯蒂芬·霍金在為自己的新書做宣傳時，向人們表達了他的心愿——要讓真正的科學變得和科幻小說一樣令人興奮。在《喬治打開宇宙的秘密鑰匙》這部力作中，霍金用生動的語言為孩子們講述了一個浩瀚而神秘的宇宙。

霍金說：“我非常擔心全球變暖可能已成為一種‘自給自足’的現(xiàn)象，如果真是那樣的話，即使我們減少碳的排放，地球的溫度可能仍會繼續(xù)升高。我希望事情還沒有嚴重到這種地步，但當前的形勢已經(jīng)非常緊迫了。在我看來，如果不向太空遷徙，人類社會已無未來可言。我們需要拓展自己的視野，應該將人類的觸角延伸到地球以外的地方……類似小行星撞擊或核戰(zhàn)爭的危險遲早會出現(xiàn)，人類世界也將因此毀于一旦。”

在《喬治打開宇宙的秘密鑰匙》中，這位享譽世界的物理學家向孩子們解釋了太陽系、小行星，以及他最熱衷的一個科目——黑洞以及其他天體的運行方式。通過該書，霍金表達了他對未來對人類的思考：要遏制全球變暖或核災難，要尋找另外一顆適合人類居住的星球。

《喬治打開宇宙的秘密鑰匙》講述了一個名為喬治的男孩和一名科學家以及科學家的女兒成了好朋友，喬治“發(fā)現(xiàn)自己進入了一個極為有趣的冒險旅程，同時得到了有關(guān)物理、時間和宇宙的知識”。