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美媒:宇宙中還有“另一個地球”?

8月11日,美國《大西洋月刊》網站刊登了瑪麗娜·科倫撰寫的《遙遠的行星不再那麼遙遠》的文章,全文摘錄如下:

與1990年代的許多事情一樣,天文學中最令人興奮的發現之一始于傳真。

1994年夏天,日内瓦大學的天文學家迪迪埃·奎羅斯(Didier Queiroz)整理了通過新的望遠鏡技術獲得的資料,這些技術測量了恒星的微妙運動。科學家認為,這種運動可能表明太陽系外有行星圍繞自己的太陽運作。一顆遙遠行星的引力可以拖曳它的恒星,導緻它輕微擺動。以前沒有人以這種方式發現過所謂的系外行星,是以當奎羅斯最終發現一顆搖擺的恒星時,他認為這可能是一個工具性錯誤。但神秘的顫抖并沒有消失。是以,奎羅斯給他的顧問米歇爾·馬約爾(Michelle Mayor)發了傳真,米歇爾·馬約爾(Michelle Mayor)當時正在夏威夷休假:"我想我找到了一顆行星。

這種震動揭示了一個大約是木星品質一半的世界,圍繞着大約50光年外的類似太陽的恒星運作。Queiroz和他的團隊根據它繞行的恒星将其命名為"51 Pegasus"。這顆行星本身的存在令人驚訝,但它也暗示了一些非同尋常的東西:一定有更多這樣的行星。

系外行星有各種形狀和大小

确實還有更多 - 非常,非常多。從那時起,天文學家證明銀河系中有超過4,400顆系外行星。他們發現了冷熱行星,熔岩散落的行星和雨水掉落的行星,棉花糖密集的行星,以及毫不誇張地說,正在蒸發到太空中的行星。但今天,天文學界比以前更不關心這一發現。"在最初的20年裡,系外行星領域确實處于集郵階段,"美國宇航局研究系外行星的天體實體學家傑西·克裡斯蒂安森(Jessie Christiansen)說。"

現在,有足夠的行星來真正研究它們的樣子。研究人員正在推動現有技術的極限,并想象更強大的工具來補充細節,并将有吸引力的字首exo應用于其他領域:計劃外地形,部門外地質,部門外生态學和衛星外。在遙遠星光的微小閃爍中,天文學家不再局限于探測新的行星,而是以前所未有的精确度研究這些遙遠的世界。

雖然科學家通過一顆恒星的運動發現了51顆飛馬座,但從那時起,大多數系外行星都是通過恒星的光發現的。當一顆遙遠的行星在其恒星前方繞行時,它會阻擋星光的痕迹,導緻我們從地球上暫時變暗。當天文學家觀察一顆恒星足夠長的時間并記錄其變暗的資料時,他們不僅可以确認行星的存在,還可以确認該行星繞其恒星運作需要多長時間,其大氣層的組成以及其表面的溫度。

這些是系外行星的基礎知識,通常很容易區分。但其他恒星的光包含了更多我們剛剛開始了解的資訊。例如,一位天文學家研究了系外行星反射的恒星光量,以分析可能構成其表面的物質,例如冰比水更具反射性,水比塵埃更具反射性。我最近遇到的最有趣的方法之一,已經轉向了通過恒星光尋找系外行星的傳統方法。研究系外行星的天體實體學家莫亞·麥克蒂爾(Moia McTiel)解釋說:"我們知道岩石行星會有一些颠簸的特征,如果這些行星在恒星前方轉動,會不時出現,進而阻擋了更多的恒星光線。這些微小的變化可能表明地球上存在山脈,火山和其他高聳的地形。

生命的迹象令人困惑

天文學家也越來越了解系外行星的天空,使用望遠鏡盡可能多地觀察遙遠大氣的特征。有大氣層的行星吸收了恒星的部分光,在最終到達地球的光上留下了印記。科學家們研究了這些印記,以發現太陽系外行星大氣中各種分子特征的證據:氧,氫,鈉,鐵甚至水蒸氣。其中一些物質在宇宙中相當普遍,是以天文學家現在正在擴大他們的搜尋範圍,以包括一些更不尋常的生物學特征 - 即那些由生物體而不是化學過程産生的特征 - 并研究他們如何在恒星的光線下發現這種獨特的印記。

直到最近,研究人員才開始在系外行星上尋找更先進的生命迹象,這些迹象被稱為來自繁忙社會的無線電信号。最近,緻力于尋找來自智能文明的無線電信号的項目"突破聆聽"(Breakthrough Listen)與美國宇航局的淩日系外行星調查衛星(Transiting Exoplanet Survey Satellite)合作,該衛星發現了144顆隐藏在其他恒星光線中的經過驗證的系外行星。幾十年來,地球的無線電輻射一直在漂移到太空中,傳遞着關于我們存在的資訊。其他行星可能也是如此。

最終,系外行星研究的動力不在于尋找新型世界,而在于尋找一個特定的世界:我們能找到另一個地球嗎?到目前為止,天文學家發現的大多數行星,包括51顆飛馬座(天文學變化傳真的主角),都不适合居住。我們仍在尋找美國宇航局天體實體學家克裡斯蒂安森所說的"系外行星的聖杯":一顆與地球大小相當的岩石行星,在其恒星的可居住軌道上運作,水不會一直當機或蒸發,而是分布在其表面。在這樣一個地方——事實上是唯一的地方——我們可以自信地說,生命可能會出現。

在數千顆已知的系外行星中,隻有165顆是地球大小的岩石行星,它們比由氣體制成的巨型行星更難探測到。盡管如此,天文學家仍有統計資料支援它。科學家估計,銀河系中的每顆恒星都至少有一顆行星,他們認為位于恒星宜居帶内的行星很常見。正如作家喬·馬錢特(Joe Marchante)在她的《人類宇宙》(The Human Universe)一書中所寫的那樣:"即使生命不太可能發生在一個特定的星球上,我們知道僅在我們的銀河系中就有數十億次生命的機會。"

太遠了,不能參觀

但是,正如系外行星研究中經常發生的那樣,技術仍在追趕這一理論。例如,為了嘗試McTil的超科學地形學方法,天文學界需要比目前運作的更強大的儀器。天文學家隻能幻想看到像别人的城市燈光一樣美妙的東西,或者像為抵禦緻命的超新星而建造的防爆屏障一樣引人注目的東西。盡管有所有這些新的研究,我們距離拍攝分辨率大于單個像素的小型岩石行星還有很長的路要走。

對系外行星的研究讓我想起了阿波羅登月,這是人類唯一去過的其他世界。當阿姆斯特朗、奧爾德林和柯林斯從那次旅行回來時,他們填寫了一份海關表格,稱"月球"為他們的出發地,并宣布月球岩石和月球土壤樣本為随身攜帶物品。那張小紙把月亮變成了一個人們可以真正到達和行走的地方。人類可能會再次造訪月球,也許有一天火星會成為一個造訪的地方。

我們當然可以嘗試以某種方式在某個地方制造系外行星——正如耶魯大學人類學家麗莎·梅塞裡(Lisa Messeri)所說,用很好的插圖,寫到科學家如何幫助公衆将系外行星等科學目标視為現實世界。也許這給了我們中的一些人 - 不花很多時間分析星光的非科學家 - 一種模糊的感覺。"能夠确定相似性 - 即使我們無法到達那裡 - 就像以某種方式縮小宇宙并讓我們感到更加緊密地聯系在一起,"Messery說。"

然而,在可預見的未來,系外行星将仍然非常遙遠和抽象。即使以光速的十分之一,也需要幾十年的時間才能到達我們最近的恒星周圍的地球大小的行星。對太陽系外行星的研究總是回到一個悲傷但不可改變的事實:天文學的很大一部分試圖了解地球上的一切,而我們能到達的地方總是有限的。

來源:參考新聞網