盤點:有誰加入了「地球2.0隊伍」?

2020-11-22 科技世界網


    想到外星生活?那一定要有一個適宜生存的星球。 

    生命的繁衍生息有很多偶然因素,但對於一顆行星來說,它的尺寸要正好,它的軌道要恰當,它與恆星的距離最好也不遠不近。這是地球的驕傲之處。所以,人類一直大舉搜尋並篩選著與我們相似的星球,在尋找「下一個地球」的道路上,不斷失敗,不斷嘗試。

    隨著行星普查數量的激增與觀測工作的推進,許多新的天體「公民」出現在類地行星目錄裡。這其中大多數行星並不符合我們的標準:表面溫度極端、日夜溫差過大、水這一生命的基本要素無法以液態形式存在——這就使得它們即便「擠進」類地名單,也會因各行星要素不斷的被分析、被確認,又被徹底踢出行列。

  2016年,美國太空網梳理出已知最接近地球的行星榜單——目前仍活躍在「地球2.0隊伍」裡的重要分子。稍早時候,波多黎各大學阿雷西博行星宜居實驗室(PHL)也發表研究報告,指出最有可能成為地球之外人類宜居地的行星。這幾顆系外行星堪稱人類搜尋類地行星過程中的裡程碑,隨著望遠鏡技術的與時俱進,它們的行星要素被逐漸確認,「地位」也愈加穩固。


  最受矚目的鄰居:

  比鄰星b

  2016年8月25日,《自然》雜誌在一篇論文中宣布發現了比鄰星b(Proxima b)。這顆類地行星繞比鄰星運行,距太陽系僅4.2光年。

  比鄰星本身是一顆紅矮星,由於是距離太陽系最近的恆星,被稱為我們的「隔壁鄰居」和「自家後院」。比鄰星b質量約為地球的1.3倍,正位於宜居帶,表面溫度理論上允許液態水存在。研究團隊利用歐洲南方天文臺兩架望遠鏡在2000年至2016年間收集到的一系列都卜勒測量數據發現了它,並已經排除來自恆星最活躍時期可能造成的不真實信號。

  這一發現擁有「強勁的證據」,被稱為過去30年天文探索的巔峰之作。比鄰星b也將會成為未來幾十年內人類在宇宙搜尋生命證據的首要目標。而就在消息公布的第二天,1億美元的「突破攝星」計劃已宣布,將自己的目標對準比鄰星b。團隊希望,能在20年至30年內發射飛行器,飛越20年後抵達比鄰星b,預計拍攝到照片時應為2060年。由於距離實在遙遠,照片傳回地球需要4年多時間。


  格利澤家族三劍客:

  格利澤581g、667Cc、581d

  格利澤581g(Gliese 581g)可能是迄今發現的與地球最像的系外行星,或許也是人類獲得的第一個潛在宜居行星的確鑿證據。

  這個遍布巖石的星球距太陽系僅20光年,其質量大概為地球的2倍到3倍,每30天或者更長一點時間便圍繞自己的恆星母星——紅矮星格利澤581運行一周。而在這個行星系統裡,格利澤581g至少還有四到五個行星鄰居(編號為格利澤581b至格利澤581g,其中「f」是未經證實的一個行星)。而格利澤581g最大的優點主要在於它的公轉軌道,或者說它與恆星母星之間的距離,恰好處在該恆星的「宜居地帶」——在這個距離上,水能夠以液態形式存在,出現生命的可能性也最高。

  不過,以上所說的一切,都是建立在格利澤581g確實存在的基礎之上。因為自2010年9月被發現以來,天文學界關於這顆行星是否真實存在的爭論從沒有停止。但有消息稱,格利澤581g的發現者們已經獲得了行星宜居實驗室的支持,並藉助新的研究進展有力回擊了反對派的批評。

  而格利澤581g的科研團隊,同樣也是格利澤667Cc(Gliese667Cc)的發現者。這顆於2012年2月出現在人類視野的行星,由歐洲南方天文臺位於智利的3.6米望遠鏡發現,它在距離太陽系22光年外的天蠍座中,圍繞著一顆紅矮星運行。

  因其質量至少是地球的4.5倍,格利澤667Cc得到了「超級地球」的稱號。但天文學家認為,公轉周期只有28天的一顆星,就算處於宜居帶,也未免離它的紅矮星太近了些。

  值得一提的是,格利澤667Cc的恆星母星,實際上是一個三星系統,因而如果人類有機會登上該星,將會看到一幅壯麗而詭異的夜幕圖景。

  與自己的兄弟格利澤581g相比,格利澤581d(Gliese581d)的公轉軌道大了許多。它圍繞一顆紅矮星旋轉,軌道恰好位於恆星宜居帶的邊緣。

  這顆巖石遍布、質量約為地球7倍的行星發現於2007年。和兄弟的命運一樣,格利澤581g最初也被學者在《科學》雜誌上撰文稱「連星球都不是」。但2015年3月,格利澤581d被天文學家確認存在。

  有一段時間,由於其不利於生命存在的低溫環境,許多學者對格利澤581d並不感冒。但是,對其大氣建模最新研究顯示,格利澤581d或許並非如想像中那樣荒涼——通過溫室效應的「加熱」,其也有著支持生命存在的條件——它擁有一個濃厚的二氧化碳大氣層,溫暖程度足以形成海洋、雲團和降雨。也就是說,溫度恰好讓水維持液態。

  當然,若要最終確定這種可能性,科學家們還需要更直接地對其大氣進行研究,而這也對先進天文望遠鏡的技術發展提出了全新要求。


  超有力候選者:

  HD 85512b

  HD 85512b是歐南天文臺利用智利的高精度徑向速度行星搜索器(HARPS)發現的一顆系外類地行星,它堪稱格利澤667Cc之外的又一「超級地球」,其質量達到了地球的3.6倍。HD 85512b距離太陽系的距離約為35光年,位於船帆座。

  HD 85512b與其他50多個系外行星,同時於2011年9月被HARPS攝譜儀所發現。據最新計算,HD 85512b的恆星母星只有太陽質量的三分之一,HD 85512b與其之間的距離略遠於金星與太陽之間的距離,而HD 85512b的雲覆蓋率至少達到50%,說明其能夠將足夠能量反射到太空以防止表面過熱。由於行星的軌道幾乎是正圓的,這將給其表面帶來持久穩定的氣候,溫度約為77華氏度(25攝氏度),這也意味著有很大可能存在液態水——這正是科學家們下一步最希望得到的證據。

  不過,用現有技術,人類在可預見的未來還不能親自前去考察這一情況。


  克卜勒行列的倖存者:

  克卜勒-22b

  克卜勒-22b(Kepler-22b)的發現者是一架了不起的機器——美國國家航空航天局(NASA)專職用於發現行星的克卜勒空間望遠鏡。儘管任職期間曾因反應輪故障被迫停止了搜尋系外行星任務,但其光輝的履歷不會被抹去——自2009年3月發射升空以來,它已成功將數千顆潛在的系外行星攬入視野。可惜的是,只有其中一小部分目前能夠確認,大部分的記錄在天文研究者看來,可能還是有些理想主義。

  2011年12月,克卜勒-22b被宣布發現。該星最大的特點是圍繞的恆星與我們的太陽非常相似。這顆恆星位於天鵝座,整個系統距離太陽系有600光年,測算得出的公轉周期約為290天,體積是地球的2.4倍,確切質量還未得知。按照其產生的溫室氣體效應推算,地表溫度大約為72華氏度(22攝氏度)。

  雖然人們驚呼克卜勒-22b為「地球的孿生兄弟」,其實直到2016年,我們還不是很清楚它的「具體屬性」,因為這要視其實際質量而定。不過,克卜勒-22b還有一個重要身份:它是克卜勒行星家族中第一顆被發現處於其恆星宜居帶內的成員。 

(如需轉載,請註明來源自 科技世界網)

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