外星行星告訴你,《星球大戰》是真的!

2021-02-18 長姿勢

《星球大戰》裡的故事都是真實的?至少,其中提到的那些外星球,有許多已經找到了真實的太陽系外行星原型。

電影《星球大戰》裡描述的星球,與我們銀河系裡真正的行星驚人相似。冰封的超級地球?想想冰質行星霍斯(Hoth)。還有那顆有著兩個落日的遙遠星球,怎能不讓人想起滿是風沙的塔圖因(Tatooine)。

在目前科學家已經證實的大約2000顆太陽系外行星中,還沒有檢測到任何生命存在的跡象,因此我們不知道哪顆星球上生存著伍基人(Wookiee)或者邁諾克(mynock),也不知道哪顆星球上有著可以招待奇異外星人的酒吧(甚至連有沒有細菌都還弄不清楚)。

然而,在宇宙中真實存在的太陽系外行星裡作一番快速瀏覽,就能給《星球大戰》裡的幾顆星球找到驚人相似的對應行星:

科洛桑(Coruscant)

最近宣布發現的類似地球的太陽系外行星克卜勒-452b,或許可以很好地替代《星球大戰》裡的科洛桑。這顆擁有高技術文明的星球,在好幾部《星球大戰》電影裡都有出現,它的表面已經被一座大城市完全覆蓋,整顆星球就是一座城市。克卜勒-452b所屬的恆星系統,比我們的地球所處的太陽系古老15億年。對於任何擅長技術的種族,這都多給了他們超過10億年的時間能夠大幅度領先我們。

科洛桑的居民不只擁有這一整顆行星經過工程改造的全部表面,他們還能夠人工改造並控制氣候。在克卜勒-452b上,環境會明亮變得越來越溫暖,因為它的母星輸出的能量在增長,這是恆星逐漸衰老的症狀。如果這顆大小相當於地球1.6倍的行星真的像地球一樣,如果那裡真的存在擁有技術文明的生命,那裡可能真的需要某種氣候控制工程才行。

貝斯平(Bespin)

開採氣態巨行星的大氣,是科幻作品的題材。NASA也考慮過這個問題,發現諸如氦3和氫之類的氣體能夠從天王星和海王星的大氣中獲取。形形色色的氣態巨行星在真實的太陽系外行星裡也是常見的一類。在《帝國反擊戰》中,一顆名為貝斯平的氣態巨行星是「雲城」的家園,這座懸浮的城市就在從事大氣開採工作。這座形如傘菌的城市,為流亡的萊婭公主(Princess Leia)及其同伴提供了表面上庇護——直到達斯·維達開始大肆破壞。

目前由諸如美國航空航天局(NASA)克卜勒空間望遠鏡之類的設備發現的許多氣態巨行星,都是所謂的「熱類木星」(hot Jupiter)——即使對於懸浮的城市來說,這些被恆星近距離炙烤著的龐然大物也太過灼熱了。然而,最近的一項發現表明,太陽系外的氣態巨行星也可以像太陽系裡氣態巨行星一樣,在類似的距離上繞著它們的恆星公轉。

一個國際天文學研究團隊就發現了一顆這樣的行星,堪稱太陽系裡木星的雙胞胎,在與木星到太陽大約相同的距離上繞著它的恆星旋轉。那顆恆星名為HIP 11915,年齡和成分跟我們的太陽類似,提高了這種可能性,即整個行星系統可能跟我們的太陽系類似。這顆不那麼熱的類木行星,距離地球大約186光年,是用智利拉西拉天文臺口徑3.6米的望遠鏡檢測到的。

貝斯平的大氣中有一層空氣可供呼吸,對於懸浮城市來說再理想不過。在我們的銀河系中,不斷湧現的技術讓我們能夠讀取真實太陽系外行星大氣的化學成分),這其中就包括氣態巨行星(不過目前為止還沒有發現宜居的氣層)。用不了多久,個頭更小的、由巖石構成的潛在宜居太陽系外行星,我們也將有能力分析它們的大氣。天文學家使用K2,也就是克卜勒空間望遠鏡的第二期行星搜尋任務,最近已經檢測到繞著一顆鄰近矮星旋轉的3顆類似的行星。星光從這些行星的大氣中穿透過來,有可能在未來的觀測中揭示那裡的氣體成分。

穆斯塔法(Mustafar)

行星穆斯塔法,電影《西斯的復仇》中歐比旺·克諾比(Obi-Wan Kenobi)和天行者阿納金(Anakin Skywalker)之間史詩般對決的那顆星球,也有好幾顆太陽系外行星的對應體。那些由巖漿覆蓋的熔融星球,比如克卜勒-10b和克卜勒-78b,都是大小與地球相仿的巖石行星,它們的地表可能是永久的地獄。

克卜勒-78b,大約比地球大20%,質量是地球的2倍;它的密度也與地球相當,意味著它可能由巖石和鐵構成。這可能使得它就像穆斯塔法一樣,適合於開礦,不過由於太過靠近它所圍繞的恆星,再加上炙熱的溫度,它不太可能成為工業化開礦的舞臺,也不太可能成為光劍對決的場地。

克卜勒-10b也沒有好太多。這是克卜勒望遠鏡發現的第一顆巖石星球,同樣靠近它的太陽,比水星繞太陽的軌道還要近大約20倍。克卜勒-10b上涼爽的一天,意味著白天的氣溫可能高達1300℃,甚至比地球上熔巖流還要熱。這樣的地表,沒有任何大氣覆蓋,或許能夠使鐵和矽沸騰。

然而,科羅-7b甚至比克卜勒-10b更誇張,表面溫度高達近2000℃。這顆被烘烤到外焦裡嫩的行星,是2010年由法國的科羅系外行星探測器(CoRoT)發現的,距離地球大約480光年,直徑比地球大70%,質量約為地球的5倍。這顆行星原本可能是一顆土星大小的行星,後來被烤乾了成了現在這個樣子。它繞恆星旋轉的軌道極近,在它的表面,那顆恆星看起來要比我們的太陽大得多,使得它的向陽面處於熔融狀態。

霍斯(Hoth)

行星OGLE-2005-BLG-390,暱稱「霍斯」,是一顆寒冷的超級地球,有可能是一顆流產的木星。由於無法成長到足夠巨大,它的最終質量只有地球的5倍,地表被冰封在極其嚴寒的環境中,表面溫度估計只有-220℃。這很可能意味著,那裡沒有《星球大戰》裡霍斯星球上那種名叫湯湯(tauntaun)的兩腳獸可以騎了,甚至不會有可怕的長著獠牙的雪地怪獸丸帕(wampa)了。

天文學家在2005年利用一種被稱為微引力透鏡的技術發現了這顆行星,這也是最早的證據證明這種技術確實有能力發現太陽系外行星。在微引力透鏡中,遙遠恆星的星光被用來揭露距離我們更近一些的太陽系外行星。

這顆行星位於銀河系中心方向,那裡的恆星密度更大,使得微引力透鏡事件更有可能發生。揭露這顆遙遠的「霍斯」行星的一次性事件,是由光學引力透鏡實驗(OGLE)發現的,並得到了其他觀測設備的證實。

不過,我們沒必要穿越20000光年的距離,去探訪這顆冰凍星球。土星被霧霾籠罩的衛星——土衛六泰坦(Titan)也是一顆冰凍星球,卡西尼探測器攜帶的惠更斯著陸器2005年曾經登陸過這顆星球。土衛六上點綴著甲烷湖泊,被包裹在持久不散的碳氫化合物濃霧中。那裡的溫度極低,水冰已經被凍得與巖石無異。

另一顆土星的衛星——土衛二恩克拉多斯(Enceladus),看起來就是一個大雪球,卻在冰面之下藏有一片海洋。這一點很像是木星的衛星——木衛二歐羅巴(Europa),這顆冰球也可能擁有一片地下海洋。這片海洋甚至有可能隨著這顆衛星環繞木星公轉受到潮汐擠壓而被加熱。

塔圖因(Tatooine)

天行者盧克的家園行星塔圖因,據說擁有險惡的沙漠環境,由於受到兩顆太陽的炙烤而深受沙塵暴席捲之苦。真正繞著兩顆或者更多太陽旋轉的太陽系外行星,環境要更為惡劣。克卜勒-16b是克卜勒望遠鏡發現的第一顆繞著兩顆恆星旋轉的行星——它同時環繞兩顆恆星旋轉,而非只繞著雙星系統中的一顆恆星旋轉。然而,這顆行星很可能較為涼爽,大小與土星相當,主要由氣體構成,只有一部分由巖石構成。

它遠遠超出了那顆恆星的「宜居帶」,即液態水能夠在行星表面存在的合適區域。它的兩顆恆星也比我們的太陽更冷,可能使得這顆行星上毫無生機。當然,我們也可以看看所謂的光明一面。2011年,當這一發現被宣布時,現已退休的NASA克卜勒首席研究員比爾-博魯茨基(Bill Borucki)說,發現這顆新行星實際上可能拓寬了銀河系中存在其他生命的前景。所有恆星中大約半數存在於雙星系統當中,因此有行星環繞雙星旋轉這一事實,只會增加外星生命存在的機率。

最近宣布發現的克卜勒-453b,也環繞兩顆恆星旋轉,是一顆氣態巨行星,不過它的軌道位於宜居帶內,意味著它擁有的任何衛星都有可能適宜生命生存。這是克卜勒望遠鏡發現的第10顆環繞雙星旋轉的行星。

卡米諾(Kamino)

克卜勒-22b,與《星球大戰》裡的卡米諾行星(那些眼睛像蟲子的長脖子複製人士兵的家鄉)相似,是一顆超級地球,可能被一片超級海洋所覆蓋。風暴肆虐的水世界卡米諾首次出現在電影《複製人的進攻》中,當時生性多疑的歐比旺·克諾比正一顆接一顆行星搜尋過去尋找答案。

克卜勒-22b的真實面貌還有待確認:它的半徑是地球的2.4倍,甚至有可能是氣態行星。不過,如果海洋星球的想法被證明是正確的,在美國麻省理工學院(MIT)科學家的幫助下,我們甚至能夠設想出一個物理上可行的類似卡米諾的行星。

一顆海洋星球如果側躺在公轉軌道上,就像我們太陽系裡的冰質巨行星天王星那樣,按照最近的計算機模擬,它就有可能成為一個適宜生命居住的宜人星球。研究者發現,地球大小的一顆太陽系外行星,到恆星的距離與地球到太陽相當,並且由水覆蓋,表面的平均溫度大約可以達到15℃。由於傾斜角大得誇張,隨著它繞著恆星公轉,它的南北半球將交替沐浴在陽光和黑暗之中,每次長達半年。

科學家之前認為,這樣的行星會在沸騰與冰凍之間搖擺,使得它不適宜生命生存。然而,MIT的科學家建立的三維模型顯示,這顆行星,即便只被大約50米深的淺海覆蓋,也能夠在古怪的極夏期間吸收熱量,然後在極冬期間釋放出來,使得整顆星球氣候宜人,四季如春。

順便說一句,這麼淺的海水深度也是適宜卡米諾式海洋平臺的深度,使得那裡的海面上可以構建起覆蓋在海上的城市,複製人的大軍正是從那裡出發,向和平進軍的。

安鐸(Endor)

安鐸,伊沃克人的森林王國,繞著一顆氣態巨行星旋轉,在電影《絕地歸來》中登場。太陽系外衛星的探測,對於地球上的科學家來說,目前仍在起步階段。2014年,通過微引力透鏡技術,科學家發現了一顆潛在的太陽系外衛星。如果是真的,這顆衛星就繞著一顆流浪行星旋轉,不屬於任何一顆恆星,而是自由地飄蕩在太空中。

這顆行星在某個已經被遺忘的行星系統形成之初被拋擲出來,從此以後只有它的衛星跟它相依為命。由日本、紐西蘭和美國天文學家組成的一個團隊,分析了2011年紐西蘭和塔斯馬尼亞的望遠鏡採集的數據,提出了這顆可能存在的太陽系外行星。不過,他們說,一顆較小的恆星和一顆較大的行星相伴的話,也能夠導致同樣的微引力透鏡現象。

可能過不了多久,就會有更多太陽系外衛星從太空中湧現出來。美國哈佛大學的HEK搜尋項目,已經開始梳理克卜勒望遠鏡獲得的數據,從中搜尋太陽系外衛星存在的跡象。2015年初,這些科學家檢查了大約60顆克卜勒行星,確定現有技術足以發現太陽系外衛星存在的證據。

該項目在地外生命搜尋方面可能影響巨大。如果能夠證明太陽系外衛星有可能是宜居的,它將開啟宇宙生物學的另一條途徑:宜居的衛星甚至可能比宜居的行星數量更多。它們有可能擁有活躍的生態系統嗎?會擁有稀奇古怪的生命形式,甚至比安鐸星上長得活像泰迪熊,卻像泰山那樣在樹林中蕩來蕩去的伊沃克人更古怪嗎?我們拭目以待。

奧德蘭(Alderaan)

在電影《新希望》中,萊婭公主驚恐地眼看著自己的家園行星奧德蘭被帝國的死星炸成碎片。真正的太陽系外行星也可能經歷極端的破壞。2015年,NASA的錢德拉X射線天文臺發現,一顆白矮星正在吞食一顆較小行星的最後一點碎片。白矮星是超級緻密的恆星殘骸,大小與地球相當,重力卻比太陽表面超出10000倍。它所施加的潮汐力,能夠將一顆行星撕成碎片。

觀測者起初認為,他們看到的是銀河系邊緣一個星團內部,一個黑洞正在進食的場景。然而,X射線觀測數據與一顆行星被一顆白矮星撕碎的理論模型完美吻合。

2014年,K2項目也在一顆更近的白矮星上觀察到了類似的現象。在這個例子裡,一顆小型巖石天體,可能是一顆小行星,被粉碎成了一條塵埃環,繞著那顆白矮星每4.5個小時旋轉一周。

NASA的斯皮策空間望遠鏡(Spitzer Space Telescope)在2014年也發現了跡象,類似於小行星碰撞產生的碎屑。不過,小行星的碰撞並不是行星毀滅的跡象,而有可能是行星形成過程的一部分。那顆年輕的恆星距離地球大約1200光年,僅有3500萬歲,被一圈塵埃環包圍,其中頻繁發生著類似的碰撞。這些碎片聚集成越來越大的團塊,最終會形成一顆顆完整的行星。

我們的太陽系一度看起來也可能非常類似,如果當時有人在看的話。

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