古代恒星為地外生命探索帶來希望

馬娟

生命的長度能否超越人類已知的范疇？生命能否延續至數億年？科學家探測到的星系越來越古老，這似乎預示著發現處于宜居帶的古老行星已指日可待。研究人員表示，對研究古代生命的居住習性和發展演化而言，了解系外行星上是否有可能存在生命具有重要意義。

2015年1月，蒂亞戈·坎潘特（英國伯明翰大學研究員，從事星震學研究）帶領的團隊宣布，他們發現了5顆小型巖質行星，位于一顆古老的恒星周圍。這顆恒星是美國航空航天局“開普勒”尋星項目的第一項探索性成果，因而被命名為開普勒-444。

在這項發現中，坎潘特將該恒星和小行星的年齡精確到了驚人的112億歲。這幾乎是太陽系年齡的2.5倍！但開普勒-444星系的所有行星都不適宜居住，原因在于這些小行星繞恒星的軌道半徑過小。然而坎潘特認為，對探索古代宜居星球而言，這些小行星的發現是一個巨大的進步，最好的結果終將來臨。

他表示：“這項發現讓人們有理由相信，尚有一些可居住行星未被人類探測到，還需要更多的時間來觀測。”另外，他補充說，隨著越來越多的天文觀測站的出現，這一狀況將會有所改觀，但生命體是否能存活數億年還純屬推測。

坎潘特說，這里存在一個疑問：“若地外生命在如此高齡的星系中存在過，那么這些生命如今是否依然還在？或是已經滅絕？”

科學家發現，恒星開普勒-444中缺乏鐵元素，但富含所謂的阿爾法元素，包括硅、碳、氮、氧。這些元素形成于宇宙第一次恒星爆炸中，古老恒星因能量耗盡而無法繼續燃燒時，就會向四周釋放此類元素。坎潘特解釋說，正是這些元素使得該恒星的行星構造令人驚訝。科學家通常認為，水星、金星、地球等類地行星中包含大量鐵元素。坎潘特表示，這項發現表明，宇宙中有可能存在主要含阿爾法元素的行星。這也意味著形成巖質行星的方式多種多樣，因而此類行星在宇宙中比我們先前認為的更為常見。

開普勒-444星系與太陽系不同。恒星開普勒-444本身比太陽稍小，而且其行星的軌道半徑也極短。該星系的宜居帶大約始于0.4天文單位，但其與最外圍行星的距離只有0.08天文單位，這大約只是水星距太陽距離的1/5。

人類已知的與開普勒-444年歲相仿的星系很少，其中之一是名為瑪士撒拉的氣態巨行星，發現于21世紀初。2003年初次宣布該發現時，天文學家表示，該行星約有127億歲，是地球年齡的2倍多。2014年，天文學家宣布又發現了兩顆行星，都位于115億歲的卡普坦星系內。恒星卡普坦是以荷蘭天文學家雅各布·卡普坦的名字命名的。坎潘特說，卡普坦b行星與卡普坦c行星的大小介于超大地球與迷你海王星之間。

另一個古老星系為開普勒-10星系，大約106億歲，但它的兩顆行星依然不適宜居住。2011年發現之初，研究人員便形容那是一個“遍布高溫巖石的、海王星大小的固體行星”。坎潘特表示，探測更多的類地行星需要投入更多功能強大的天文觀測站。幸運的是，有兩個觀測站即將開始運行，美國航空航天局計劃于2017年發射凌日系外行星勘測人造衛星（TESS），歐空局也將于2024年發射行星凌日與震蕩（ 簡稱PLATO）太空望遠鏡。坎潘特將參與歐空局的項目。

與開普勒空間望遠鏡一樣，PLATO太空望遠鏡將致力類地行星和類日恒星的探測，但這需要更加廣闊的視野和更為敏感的接收器。坎潘特表示，只有二者兼備才有可能探測到更多的目標。同時，凌日系外行星勘測人造衛星也會重點探測距離地球較近的星球，讓地面天文臺更易追蹤到這些行星。