太陽系外有沒有另一個地球

2020-11-27 瀟湘晨報數字報

    尋找太陽系外的行星,不誇張地比喻,就好像在大海中航行的水手試圖觀察遙遠燈塔光輝下的一隻飛蟲那麼困難。

    此次獲得諾貝爾物理學獎的三位天體物理學家,皮布爾斯上世紀60年代關於宇宙演化的理論,讓人類離解答「從哪裡來」這個問題越來越近,而馬約爾和奎洛茲尋找到的圍繞類太陽型恆星運行的系外行星,則有可能滿足人類一直以來最原始的好奇——「地球是否是蒼茫宇宙唯一有生命的星球」。

    帶著人類的嚮往,探索星辰大海,永無止境。

    本報記者陳張書綜合科技日報報導

    2019年10月8日,2019年度諾貝爾物理學獎授予了三位天體物理學家,以獎勵他們在擴展人類對於宇宙認識方面做出的突出貢獻。

    其中,美國普林斯頓大學教授詹姆斯·皮布爾斯因「在宇宙物理學上的理論發現」獨享一半獎金,英國劍橋大學教授迪迪埃·奎洛茲和瑞士日內瓦大學教授米歇爾·馬約爾則因「發現一顆環繞類太陽恆星的系外行星」共享另一半。

    「連續幾年諾貝爾物理學獎都有研究宇宙起源的科學家獲獎,進一步激化了人們對宇宙的探索,給了研究者更多鼓舞。」湖南師大物理與電子科學學院教授餘洪偉接受瀟湘晨報記者採訪時還表示,馬約爾及奎洛茲的發現具有開創性,對人們探索系外行星產生了重大影響,提供了可靠的方法去搜索太陽系外的行星。

    那顆繞著「太陽」轉的行星

    如今,相信大多數的人都認為人類並非宇宙中唯一的智慧生物,然而,有件事可能會超出常識範疇——人類最早發現圍繞太陽型恆星運行的系外行星其實是在1995年。

    長久以來,人們一直懷疑在茫茫宇宙中還有許多其它的行星,就連牛頓都曾在他的著作中提到這一猜想,但無論科學家或者普通人是如何確信這件事,在這兩位獲獎者於1995年發現圍繞飛馬座51b星的系外行星之前,人類還沒有直接觀測到與地球類似的系外行星的證據。

    不過,需要特別指出的是,其實在1992年,波蘭天文學家亞歷山大·沃爾茲森就曾經發現了一顆系外行星,只不過這顆行星所處的環境與地球完全不同,他所圍繞旋轉的並非是類似太陽的恆星,而是一顆中子星。如果系外行星研究獨立獲獎,相信亞歷山大·沃爾茲森很可能會有一席之地,然而由於本領域今年已有兩位學者入圍,亞歷山大·沃爾茲森獲得諾貝爾獎的可能性也基本歸零了。

    言歸正傳,什麼是系外行星呢?正如字面意思所言,系外行星就是太陽系外的行星。它們圍繞著各自的恆星旋轉,與地球和太陽的關係完全一樣。

    夜空中大部分閃亮的天體是恆星,它們體積巨大,自身發生聚變反應,進而向周圍宇宙空間輻射光熱。而行星圍繞恆星旋轉,體積要小得多,且自身無法發光發熱。我們能看到恆星是因為它們無時無刻不在放射光芒,而我們能看到行星是因為它們會反射恆星的光亮。

    這顆星星有哪些特殊之處

    馬約爾和奎洛茲是怎樣發現系外行星的?兩位科學家並非直接觀察行星,而是將目標對準行星圍繞的恆星。他們發現恆星的顏色存在周期性的變化,這與其周圍存在的引力源有關,認為這是行星圍繞恆星運動過程中二者間的作用結果。他們在《自然》雜誌上發表論文,宣布在利用徑向速度測量(都卜勒光譜)對飛馬座51進行分析的過程中,首次發現圍繞主序星運行的系外行星

    在他們公布觀測結果後僅僅6天,美國天文學家傑佛瑞·馬西就觀測到了這顆行星的存在。同樣遺憾的是,雖然傑佛瑞·馬西在尋找系外行星方面功績彪炳(前100顆太陽系外行星的其中70顆是他和保羅·巴特勒和黛布拉·費希爾共同發現),他也在事實上失去了獲諾獎的可能。

    這顆系外行星有哪些特殊之處?這顆行星與其圍繞著的飛馬座51b星間距離非常近,以太陽系作比較的話,這顆行星的軌道甚至比水星還靠內。由於距離接近,這顆行星的公轉周期只有101個小時,也就是說這顆行星上的一年還不到5天。其次,這顆行星的質量大約是木星的一半,與之特徵類似的太陽系行星(公轉周期如此短且質量如此大)完全不存在。可想而知,這顆行星所處的環境將極為嚴酷,生命存在的可能性微乎其微,不過這也從一個側面反映了宇宙中空間環境的多樣性。

    中國科學院國家天文臺研究員陳學雷解釋,在太陽系中,離太陽近的行星質量小,離太陽遠的行星是大質量的木星、天王星之類的行星,但是他們發現的行星是離恆星又近,質量又大,「這意味著宇宙中行星和恆星的繞行有不同的形式,事實上,其後陸續發現的系外行星確實證明了這一點」。

    尋找你,那麼久

    1781年

    1781年以前,人類知道的大行星數目是6,1920年,這個數字艱難地增加到了9,這裡面有一個還在後來被投票排除掉了。

    1992年

    1992年,波蘭天文學家亞歷山大·沃爾茲森發現了一顆系外行星。

    不過這顆行星所處的環境與地球完全不同,它所圍繞旋轉的並非是類似太陽的恆星,而是一顆中子星,而中子星是大質量恆星死亡後留下的殘骸。

    換句話說,這顆行星圍繞著一個恆星的屍體在運行。

    1995年

    馬約爾和奎洛茲宣布發現圍繞類日恆星(類似太陽的恆星)運行的系外行星。

    2009年

    美國宇航局開始執行克卜勒太空任務,就是優先使用凌日法來探測類地行星。自開始運行以來,克卜勒小組發布了超過2600個系外行星候選體,其中包含一個已確認的與地球大小相似的行星,這顆行星在一個類日恆星的宜居帶中。

    2019年

    20年前,科學家預測,可以在「熱木星」系外行星的大氣層中探測到鉀和鈉。2019年,由美國物理聯合會的博士生英格·凱爾斯領導的團隊首次發現了鉀。此前已在「熱木星」的大氣中發現了鈉。

    如今,天文學家已發現了4000多顆系外行星。根據現有的數據估算,在銀河系中,類似地球的行星可能有100多億顆。

相關焦點

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    而銀河系中像太陽一樣的恆星有上千億顆,而整個宇宙中像銀河系一樣的星系又數以千億計。那是不是在太陽系外的另一個恆星系,也有圍繞另一顆「太陽」運行的系外行星呢?它適合我們移居嗎?事實上,如果是短期登陸探訪,有很多太空探索的目的地可供人類選擇,因為密閉的登陸艙和厚重的太空衣可以保護我們。
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  • 科學家發現另一個太陽系?位置在距離地球2000多光年,怎麼回事?
    今天小編要帶大家了解的是:科學家發現另一個太陽系?位置在距離地球2000多光年,怎麼回事?眾所周知,我們地球是處於太陽系當中的,太陽系中心是太陽,剩下的八大行星圍繞著太陽作有規律的公轉,其實仔細想一想,這種現象也是非常的神奇又有趣的。宇宙是非常浩瀚的,存在著無數的星系,對於宇宙到底有多大?
  • 太陽系外有「備用地球」 「居民」或不同於地球
    如果要移民外星球,你願意去哪裡?木衛二、土衛六、火星,才公布不久的「克卜勒—22b」,還是其他「超級地球」?中科院紫金山天文臺研究員季江徽說,其實不管去哪裡,我們都離不開茫茫宇宙中特定的「宜居帶」。而在我們太陽系中,「宜居帶」大致分布在金星軌道到火星軌道之間,我們現在生活的地球剛好就在宜居帶上。
  • 科學家又在太陽系外發現一個"新地球" 或有生命存在
    一個國際團隊日前在英國《自然》雜誌網絡版上發表報告稱,他們通過長期觀測發現,一顆環繞比鄰星運行的行星可能具有適合生命繁衍的環境。比鄰星是距太陽系最近的恆星,或許在不久的將來人類能夠發射探測器到這顆潛在宜居行星上探索生命痕跡。
  • 如果地球被黑洞吞噬了,人類有沒有可能進入另一個空間?
    如果黑洞真的來了,地球確實會被黑洞吃了,因為黑洞會吞噬一切靠近的物體,不過是不是可以進入另一個空間無從得知,或者說只能從科幻層面去詮釋理解!黑洞靠近太陽系和地球,吞噬太陽系裡的一切沒有疑問。太陽系在我們眼裡確實很大,但在黑洞面前,太陽系卻顯得很渺小!黑洞巨大的引力會回撕碎整個太陽系,從最外層的奧爾特雲,到柯伊伯帶,然後是外行星,再到內行星,最後太陽本身也不能倖免!一般認為,如果人類被黑洞吞噬,結果只能是死亡,巨大的抄潮汐引力會撕碎一切,甚至是組成我們身體的原子也會徹底被撕碎,這樣的結果當然就是死亡!
  • 太陽系裡有可能存在第二個地球嗎?比如在地球軌道的另一邊?
    《另一個地球》的靈感就來自於此,這個躲在太陽另一端的行星,和地球一模一樣,甚至是1:1的翻版,如果去到另一個地球,遇到另一個自己,這將會是一個什麼樣的場景?另一個地球有理論上存在的可能嗎?答案是否定的,另一個地球沒有存在的可能!科幻片或者劇情片可以來一個創意即可,畢竟大眾的天文學知識還是比較缺乏,另一個地球的創意大部分朋友只會覺得開啟了另一個腦洞!
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    有哪些國家已經飛出了地球?也許界定這個工作似乎不難,因為這有一個標準,按成功發射衛星論即可,再不濟以越過卡門線也可以,因為在卡門線以上就按太空論,那麼跨越跨門線也就飛出了地球!但太陽系卻是非常模糊的概念,因為不同的標準下太陽系的範圍是不同的!一、太陽繫到底有多大?
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    今天小編要跟大家了解的是:太陽系被奧爾特星雲包裹著,如今卻到了另一個星雲中?奧爾特星雲的中心就是太陽,也就是說,它是太陽系的外殼。那麼我們也可以打一個非常有趣的比方,把太陽系當成一個雞蛋的話,最忠心的就是太陽,然後就是八大行星,而這八大行星就相當於蛋黃。那麼再往外就是柯伊伯帶,它就像是蛋清。再往外走的話就是奧爾特星雲,相當於外殼。不過奧爾特星雲的確是非常的厚,直接能夠達到一光年,但是它的質量卻不是很大,僅僅只有地球的一百倍左右。
  • 銀河系,甚至太陽系,是人類最後的生存之地,另一個地球有也是無
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  • 美國科學家提出太陽系曾有兩個太陽,另一個今天去哪兒了?
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  • 我們地球所在的太陽系,有沒有可能是一個「雙星系統」?
    雙星系統有不同的類型,包括物理雙星、光學雙星、目視雙星、分光雙星、食雙星、密近雙星和X射線雙星,我們平時所說的雙星系統一般是指「物理雙星」,也就是指一顆恆星圍繞另外一顆恆星運動,並且互相有引力作用。雙星系統如果從「物理雙星」的角度來看,太陽系顯然不是一個雙星系統,因為太陽系內應該只有太陽這一顆恆星,太陽附近並沒有存在第二顆恆星。
  • 太陽系外發現兩顆與地球大小近似的行星
    美國航天局12月20日公布的名為「克卜勒-20e」(左一)和「克卜勒-20f」(右一)的兩顆行星與地球(右二)和金星比較的假想圖。新華社發 據《自然》雜誌網站12月20日報導,美國國家航空航天局的克卜勒太空望遠鏡首次發現了兩顆與地球大小近似的行星,這也是迄今為止在太陽系外發現的最小類地行星。
  • 地球有兩個鄰居,火星和金星,一個是探索熱門,另一個則不聞不問
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  • 找到另一個地球?有些言之過早
    北京時間7月24日凌晨,美國航空航天局(NASA)宣布發現了新的太陽系外類地行星克卜勒452b(Kepler-452b),而且將這顆行星稱為「地球2.0」。種種跡象表明,科學家只是發現了另一顆系外類地行星,在此之前,已經有很多顆這樣的行星被發現了,如2009年發現的超級地球格利澤581d,以及以後陸續發現的克卜勒186f、格利澤581g、克卜勒22b和HD85512b等。  如果說克卜勒452b是地球的2.0,那麼,就公眾的理解而言,克卜勒452b上面就應當有類似地球的環境、生態、氣候和生命,無論這樣的生命是低級的,還是高級的。
  • 如果沒有木星,太陽系可能不止一個地球
    一個國際天文小組一直在研究太陽系附近一個名為Trappist-1的恆星系,該星系有三顆位於宜居帶的類地行星。他們最新的研究表明,在沒有像木星這樣的氣體巨行星的情況下,有些恆星可能有多達七顆類地行星。如果超過七顆,那麼其中的兩顆行星就會彼此靠得太近,從而影響彼此的運行軌道。
  • 太陽系裡不存在超級地球,那太陽系外會有嗎?101光年外有機會
    從那之後他們潛心研究系外行星,最終在去年憑藉著在系外行星方面有重大的成就而被授予了諾貝爾物理學獎。這不僅是諾貝爾物理學獎第一次將獎項頒給在天文領域有卓越貢獻的人,同時意味著科學家在太陽系外的發現逐漸被認可了。
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    在浩瀚的宇宙中,人類和地球上的生命是幸運的,這是在多小的概率下,才有了生命的出現,到目前為止地球是宇宙中唯一擁有生命的天體。當然,人類又是孤獨的,因為在廣闊的宇宙中,我們沒有可以交流的對象,這種孤獨會帶來害怕和恐懼,生命是怎麼從何而來,又將去向哪裡,這是我們不斷思考的問題。
  • 太陽系外發現"超級地球" 大氣層中含大量水蒸氣
    結果顯示,它的大氣層富含水蒸 氣,甚至在地表有海洋,但由於它距離所環繞的恆星距離僅為200萬公裡,因此其地表的溫度有200攝氏度,有生命存在的可能性不大。  這個於2009年發現的類地行星被命名為「GJ 1214b」。它距離地球僅為40光年,直徑是地球的2.6倍,質量是地球的6.5倍,是迄今發現的第二顆最小太陽系外行星。這顆有水行星被歸入「超級地 球」行列。