http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-03-01
银河系“宜居带”可能有水,但我们即使
以光的速度飞行去那里也要若干年
邓鑫
从美国宇航局网站获得的这幅图像描述的是银河系以及“开普勒”号太空望远镜搜索太阳系外类地行星的范围。“开普勒”号太空望远镜是世界首个用于探测太阳系外类地行星的太空望远镜。
开普勒-11恒星距地球约2000光年。
“我们这一代人曾遨游在只出现在科幻小说里的外星球,如今开普勒望远镜帮助我们将这一科幻小说变成现实。”说这话的是美国宇航局行政官查尔斯·博尔登。2月19日,在美国科学促进会年会上,美国宇航局科学家宣布了一项令人惊异的发现:银河系至少有500亿颗行星存在,至少5亿颗行星处于“既不太冷也不太热”的区域,其中有54颗新候选行星处于“宜居带”。而在这54颗行星中,有5颗行星大小可能与地球相近。这5个“地球”所环绕的恒星比太阳体积要小,温度也更低些。
如此看来,我们就很难简单地否认宇宙中有类似人类的外星生物存在,人类也许并不是孤独的存在。
54颗候选行星可能有液态水
早在2月1日,美国宇航局官方网站就披露,通过新开普勒任务的一些科学数据,科学家发现了1235颗候选行星,其中68颗与地球大小相似,288颗远远大于地球,662颗与海王星大小相似,165颗与木星大小相似,还有19颗大于木星。此外,还发现了有54颗新候选行星处于“宜居带”中,其中有5颗可能与地球大小类似。剩下的49颗处于“宜居带”的候选行星的体积范围在大于地球的一倍至两倍之间。这些结论是基于2009年5月12日至9月17日利用开普勒望远镜观察得出的,这也是科学家对银河系行星进行的首次“宇宙普查”。通过开普勒搜索到超过15.6万颗恒星,这仅占茫茫夜空的1/400。
所谓“宜居带”是天文学的一种说法,是指某一行星在行星系中所处的位置正好合适,水可能以液态形式存在,这一条件通常被认为是生命存在的首要条件。
“事实上,在茫茫太空中的一小块范围我们就发现如此多的候选行星,这预示着在银河系中环绕类似太阳恒星的行星不计其数。”位于加州的美国宇航局艾姆斯研究中心开普勒任务科学首席研究员威廉·博鲁茨基说,“在位于宜居带的54颗候选行星中,有些可能有‘月球’环绕,且存在液态水。”
开普勒-11距地球2000光年
在有候选行星的恒星中,170颗恒星有多颗候选行星环绕。开普勒还发现6颗经证实的环绕类似太阳恒星的行星,那颗恒星被命名为“开普勒-11”。开普勒-11距地球约2000光年,是至今为止发现的在太阳系外环绕单一恒星的最大行星群。其环绕的6颗行星的轨道比金星的轨道要小,6颗中有5颗比水星的轨道还要小。“这个行星系统的紧凑程度让人惊叹;竟然有那么多大行星在那么近的距离上环绕一颗恒星运行。我们甚至从没想过这种情况会发生。”开普勒科研组成员、行星科学家杰克·利绍尔说。
“开普勒-11的结构和动力学特征给我们提供了有关探索的信息,这很值得我们注意。”杰克·利绍尔说,“这6颗行星都混有岩石和某种气体,可能还包括水。行星的大部分质量来自于此类岩石物质,而行星空间中,该气体则占行星体积的大部分。通过测量这5个内行星的质量和大小,我们得出结论:这5颗行星是经证实的太阳系外质量最小的行星。”
环绕开普勒-11的6颗行星都比地球大,其中最大的一颗可与天王星和海王星大小相当。在这一系统里最内侧行星开普勒-11b与其恒星的距离是地球与太阳距离的10倍。往外,其他行星依次是开普勒-11c、开普勒-11d、开普勒-11e、开普勒-11f以及最外侧行星开普勒-11g。即便是位于最外侧的开普勒-11g,其轨道仍然仅相当于太阳和地球距离的一半。行星开普勒-11d、开普勒-11e和开普勒-11f则有着大量的轻瓦斯气体,这表明了这些气体是在整个系统经历几百万年以后形成的。
今年1月份美国宇航局宣布的开普勒-10b曾被一些新闻媒体称为探索新地球的里程碑。因为开普勒-10b是第一个拥有稠密岩石核心的外行星,直径是地球的1.4倍,质量则是4.6倍。与地球的尺寸相比算是比较接近。遗憾的是,该行星的轨道距离比水星与太阳的间距还要近上20倍,导致其日间温度极值预计将超过1371摄氏度,因此不适合生命存在。
“开普勒每一个具有里程碑意义的新发现都将促进探索外太空世界科研任务的发展。”美国宇航局华盛顿总部的开普勒任务科学家道格拉斯·赫金斯说。
宇宙有1000亿个“银河系”
开普勒太空望远镜,通过测量行星经过恒星时恒星亮度的微量减弱,来寻找环绕恒星的行星是否真实存在。由于这种情况一年发生一次,而且需要科学家3年时间获取数据并确定环绕类似太阳恒星的类地行星的存在及其位置。开普勒这次“宇宙普查”的主要使命并不是要确定每一颗行星的位置及情况,而是要让科学家对银河系的行星、恒星,特别是环境、体积大小等类似地球的行星有个初步了解和大体认识。
美国宇航局开普勒任务首席研究员威廉·博鲁茨基在宣布这一结论时称,一半的恒星拥有行星,1/200的恒星拥有适合生命存在的行星。为估算银河系行星的数量,科学家们根据已经观察到的行星出现的频率,运用到估算银河系恒星的数量上,因而得出全部行星的大概数字。目前关于银河系行星数量的推断算是最保守的,因为这些恒星可能有不止一个行星,但是开普勒目前还远未能搜索到那些远离恒星的行星。
美国宇航局天文学家史蒂文·麦兰同意美国天文学家卡尔·萨根的观点:经推断,银河系行星数量可以用数以百亿计来形容。科学家们普遍认为宇宙中存在1000亿个“银河系”。而对于银河系类似太阳的恒星数量,多年来,科学家们都认为银河系有1000亿颗恒星,而在去年,一名耶鲁科学家认为,这一数字接近3000亿。
科学家的新发现以及新预测,必然引发人们对宇宙中存在其他生命的猜想。但问题是:“外星人”为什么至今还没有造访地球?对于这个问题,博鲁茨基表示还无法回答。
寻找太阳系外生命是人类一个永恒的话题。宇宙中“宜居带”和新“地球”的发现无疑是振奋人心的,尽管银河系中布满了数不尽的秘密,还有许多神秘的领域暂时不为人类所了解,但是相信人类经过漫长而孜孜不倦对太空世界的求知探索,银河系的面纱会逐步地揭开。(邓鑫)
[深圳特区报]