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地球“大表哥”住得那么远,找到它有什么意义?

澎湃新闻实习记者 沈哲凡 记者 袁达
2015-07-24 16:46
来源:澎湃新闻
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美国宇航局(NASA)当地时间23日午时(北京时间24日零时)宣布了开普勒太空望远镜的重大发现——迄今为止与地球最相似的星球“开普勒452b”(Kepler 452b)。

与之前媒体热炒的“另一个地球”不同,这颗星球并不是我们想象的“一个生活着外星生物等着地球人去打招呼的星球”。在为发现这颗可能孕育海洋和生命的地球“大表哥”而振奋之前,有必要了解这颗距离我们1400光年之遥的星球到底是什么样子。我们是不是高兴得太早?找到它有什么意义?

艺术家构想的开普勒452b表面。 搜寻地外文明研究所(SETI)DANIELLE FUTSELAAR图

孪生星球?还早着呢

开普勒452b是人类发现的第一颗围绕类日恒星运行、位于宜居带(恒星周围水可以以液态形式存在的一定距离范围)且与地球大小相当的星球。它的运行轨道与地球相似,公转周期385天,与地球相差无几,开普勒452b及其所围绕的恒星也可能是太阳系之外最接近地日组合的。但这并不意味着开普勒452b就是另一个地球了,NASA认为还相距甚远。

开普勒452b比地球大60%左右,围绕着一颗比太阳更亮、更大、也更老的恒星运转,

科学家们所言的“孪生星球”,大都是假想一颗围绕类日恒星运行、与地球大小相当的星球。发现“孪生星球”无论对于科学界还是对于人类而言都是一次变革,毕竟目前已知有生命存在的星球只有地球。相信在未来,随着类似的发现越来越多,人类会一步步走向找到“孪生星球”的那一天,只是现在还远没有达到。

对这颗星球还知之甚少

虽然表面上看起来开普勒452b与地球十分相似,但其实质与地球可能天差地别。科学家们在会议中指出,如果它是一颗岩石星球,就可能会经历“失控温室效应”(runaway greenhouse effect),即行星表面温度和大气不透明度之间存在的正回馈导致温室效应增强,直到行星上的海洋完全蒸发。因此开普勒452b可能预示了地球的未来,在太阳达到一定寿命后,地球也将经历这一过程。

在断言开普勒452b和地球的相似度之前,科学家们需要继续研究其质量和大气环境。基于目前已有的科学分析,开普勒452b上的重力可能比地球大得多。科学家认为,开普勒452b是不是岩石星球还有待商榷,仍有40%的可能性是海洋星球或覆盖冰层的“迷你海王星”。事实上,现在的疑问比答案更多。

然而,困难之处在于,开普勒452b是距离地球实在是太远了。这段旅程,光要走1400年,按照现有的技术水平,人类要走5亿多年。

地球与开普勒452b对比效果图。 NASA 图

可能存在其他岩石星球

开普勒452b是开普勒望远镜在旋转中通过观测恒星亮度寻找到的,由于光线的变化十分微小,发现和确定行星绝非易事。2009年发射的开普勒空间望远镜,到目前为止已经检测到4661颗太阳系外行星,只确认了其中1030颗行星的存在。在这1030颗中,只确定了12颗围绕恒星运行、位于宜居带,且可能是岩石行星的小型星球,直径都介于地球的1-2倍之间。

在周四宣布发现开普勒452b之前,开普勒186f被认为是最像地球的太阳系外行星,其轨道与地球更为接近,只比地球大11%,但它所围绕的恒星在亮度和大小上都比太阳逊色不少,公转周期也只有129.9天。

值得注意的还有今年早些时候公布的开普勒438b、440b和442b,其公转周期与地球也相差很大:稍大于186f的438b仅为35天,440b公转周期101天并且比刚发现的452b还要大,442b比地球大26%、公转周期111天。

开普勒452b身旁那颗类日恒星,让它从众多缺少阳光普照的“小兄弟”中脱颖而出。

开普勒望远镜发现的12颗太阳系外类地行星。 NASA 图

怎样继续寻找?

在接下来几十年中,一些比开普勒更先进的新式空间望远镜将投入使用,探索广袤宇宙中的外部世界。

举例说来,NASA将在2018年发射哈勃太空望远镜的继任者——詹姆斯韦伯空间望远镜,通过红外波段对宇宙进行观测,捕捉外太空里类地行星的踪迹,帮助科学家进一步了解宇宙的结构。

今年晚些时候将在智利开工建造、预计2024年投入使用的巨型麦哲伦望远镜(Giant Magellan Telescope)将有望成为世界上最大的光学望远镜,聚焦能力达到目前最大的光学望远镜能力的六倍以上,由于使用了高科技半导体技术,成像精度更高,观测清晰度也是哈勃太空望远镜的10倍左右。巨型麦哲伦望远镜能够透过大气层并分析其成分,让科学家更加深入地了解星体和观测宇宙。

巨型麦哲伦望远镜效果图。 图片来自网络

尽管如此,发现“大表哥”还是很重要

不过现在,开普勒-452b是科学家们最关心的,在已经发现的众多行星中,只有452b围绕着一颗类日恒星运行。NASA科学任务委员会(Science Mission Directorate)副行政官约翰•格伦斯费尔德(John Grunsfeld)说:“这个令人兴奋的结果将使我们离发现地球2.0又近了一步。”

“开普勒-452b就像是地球的大表哥,帮助我们更好地理解地球的环境演变。” NASA艾姆斯研究中心开普勒数据分析主管琼•詹金斯(Jon Jenkins)说,“这颗星球已经围绕恒星运行了60亿年,让人心生敬畏。如果那里存在生命所需的所有成分和生存条件,将很有可能孕育出生命。”

在目前发现的类地行星中,最近的一颗位于13光年之外,像452b这样远至1400光年外的星球不在少数,终其一生也难以到达。人类向外太空生命发出的信号,即使被接收也至少在3000年后才能收到回应,但每前进的一步仿佛都在提醒人类:

在广袤的宇宙中,我们或许并不孤单。

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