發現地球的表親

08-07

又發現了一個「類地行星」！

如果說宇宙中除了在地球上，是否在別處還有生命存在，這個問題一時還難以回答，或許可以換作另一個簡單些的問題：除了地球之外，是否還有其它與地球環境類似的行星？僅僅在20多年以前，人們還認為地球是宇宙中僅有的適合生命居住的行星，原因在於它是一顆由岩石構成的固態行星，與太陽的距離合適，表面又有大氣層的保護，使行星表面可以存在液態水，這構成了生命存在的基礎條件。即使是太陽系內部的其它行星，也都因為與太陽的位置過於接近或是過於遙遠，很難存在液態水，因此生命存在的可能性微乎其微。

美國宇航局過去三年已發現上千顆新的行星

在最近二十多年裡，天文學家們通過觀察宇宙中恆星光芒有規律的閃爍或是頻率的變化來尋找圍繞著恆星運轉的行星，已經發現了上千顆行星，這讓天文學家們改變了看法，開始認識到宇宙中恆星通過引力作用，在周圍有行星圍繞運轉是一個普遍現象，他們把一些環境與地球類似——與恆星的距離適當，可能存在液態水——的固態行星稱為「類地行星」，在宇宙中尋找生命跡象，首先會選擇在這類行星中尋找。

儘管還沒有發現外星生命，但是一個個類地行星的發現已經讓天文學家們興奮不已，這說明發現外星生命的可能性在增加。但歐洲南方天文台（European Southern Observatory）8月25日在《自然》（Nature）雜誌上發表論文，報告通過安裝在智利沙漠地區的3.6米光學望遠鏡上被稱作「HARPS」的高精度儀器，最終確認發現的一顆類地行星，卻引發了不同尋常的轟動和世界性的關注。

正在實驗室測試當中的HARPS攝譜儀——歐洲南方天文台用來驗證比鄰星b存在的關鍵儀器

「我認為這是最偉大的地外行星發現——你怎麼會想到距離最近的恆星的宜居區域內就有行星呢？」英國開放大學的天文學家卡羅爾.哈斯維爾(Carole Haswell)對這個發現作出極高的評價。這顆被命名為「Proxima b」的行星，屬於距離太陽最近的恆星，4.2光年之外的恆星「比鄰星」（Proxima Centauri）。茫茫宇宙中，居然在太陽系的家門口發現了一顆類地行星，Proxima b行星算得上是地球的表親。

Proxima b與地球的距離

比鄰星屬於一個三星系統，這三顆恆星距離接近，在肉眼看來，它們在夜空里只是一個亮點。Proxima b行星受到引力作用，在距離比鄰星750萬公里的軌道上運轉，根據觀測結果推算，這顆固態岩石行星的質量大約是地球的1.3倍，而它圍繞比鄰星公轉一周，過完「一年」的時間是11.2個地球日。相比於地球和太陽之間1億4千9百萬公里的距離，Proxima b行星與比鄰星的距離只是其二十分之一，但因為比鄰星屬於一顆「紅矮星」（reddwarf），它的亮度只相當於太陽的千分之一，因此恰好處於其宜居區域的Proxima b行星能夠接收到的來自恆星的能量大約相當於地球的70%，在理論上有可能有液態水在行星表面存在。

圖左—水星到太陽的距離，圖右—比鄰星b到比鄰星的距離，通過對比可以直觀感受到比鄰星b到比鄰星的距離之近

Proxima b行星的表面究竟有沒有液態水的存在？這個問題遠不是只通過它與恆星的距離就可以回答，另一個關鍵因素就是在這顆行星的表面有沒有大氣層存在，如果這顆行星像地球一樣有大氣層的包裹，有溫室氣體可以起到保溫作用，就有很大可能存在液態水。生命的形成並不容易。即使Proxima b行星的溫度適宜，有液態水存在，想要出現生命還要經歷強輻射的考驗。紅矮星是一種非常活躍的天體，對外輻射的強度高於太陽，這對於生命形式來說也是極大的威脅。

由藝術家創作的地表模擬圖，在Proxima b上看到的比鄰星（左上）和半人馬阿爾法星AB（右上）

理論物理學家史蒂芬.霍金，俄羅斯大亨尤里.米爾納（Yuri Milner），與Facebook網站的CEO馬克.扎克伯格（Mark Zuckerberg）聽到發現新類地行星的消息一定會喜出望外。這幾位世界名人剛剛在2016年4月公布了一項「突破攝星」（Breakthrough Starshot）計劃，他們打算利用強力激光推動一種只有幾克重的納米飛行器，以20%光速的速度飛向比鄰星，用20年左右的時間到達4.2光年之外進行探測並向地球發回照片。這項計劃因為幻想色彩太濃，太過脫離現實而引起了強烈的討論。以人類目前的技術，利用現有的飛行器想要從地球到達比鄰星絕無可能，現實的下一步目標是取得Proxima b行星的清晰圖像，這並不容易。行星的亮度只是其恆星亮度的十億分之一，天文學家們需要把從4.2光之年外傳來的恆星光線過濾掉，才有可能獲得行星的圖像信息，人們期待正在建設中的「歐洲極大望遠鏡」（European Extremely Large Telescope）在未來能夠完成這個任務。

圖片上方是歐洲南方天文台的3.6米拉息拉天文望遠鏡——此次發現比鄰星b（右下）的多架天文儀器中的一架

人類的想像早已超越了實際。在距離太陽最近的恆星周圍發現一顆與地球類似的行星，難免有人猜想，上面是否可能存在著和地球一樣發達，甚至比地球更加發達的文明？外星文明是否可能對地球造成威脅？霍金就曾經警告人類不要主動與外星文明溝通，以免造成地球文明的毀滅。1979年諾貝爾物理獎得主史蒂芬.溫伯格（Steven Weinberg）認為人類其實早就開始這麼做了，人類使用的電磁波足以穿透大氣層進入太空。也就是說，如果在100多光年之內確實存在外星高等文明的話，他們早有方法接收到來自地球的電磁波信號——如果在Proxima b行星上真的有高等生命能夠接收到來自地球的信號，那麼考慮到4年多時間的遲滯，他們現在應該正在收看在地球上熱播的電視劇，《權力的遊戲》第二季。