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尋找外星人有重大突破:NASA發現「超級地球」,可能有人居住

2024-03-10科學

前言。

近日,美國國家航空暨太空總署NASA宣布,已有備受矚目的外星生命跡象。這一非常重大資訊自然引起了公眾的關註和好奇。

我們都對外星生命充滿了無限遐想,生活在另外一個星球上的外星生命形態、智慧程度與我們是否相近、我們能否與之交流,外星生物是否友善,都是人們關心的問題。

而NASA尋找外星生命的工作中,又以尋找到類地行星及其大氣層中的生命跡象為著眼點。目前,我們所知的生命只存在於地球上,因此如何「科學」地確認類地行星上存在生命是非常困難的一項工作。從過去幾十年的工作來看,我們已開始在這一領域取得突破。

一、類地行星上生命的跡象。

類地行星上的生命跡象最為直觀的證據,莫過於在其大氣層中發現綠色生物的存在。綠色生物會在利用光合作用產生氧氣的過程中釋放出光譜範圍較窄的光,若是透過遙遠的地面望遠鏡可以在該類地行星的大氣層中找到富含氧氣的光譜訊號,那將極大程度的強化我們對外星生命存在的推測。

但是,類地行星的大氣層要多稀薄有多稀薄,大機率情況下肉眼基本無法觀測到其大氣層的光譜訊號。唯一的希望就是生命形式(例如綠藻)釋放出的氧氣分子,能夠遙遠察覺到該類地行星的大氣層內富含氧氣,進而確認綠色生物在該類地行星上的存在,即所謂的「生物蹤跡瓦斯」證據。

而要確認一顆行星的大氣層中富含氧氣,絕對不是一件簡單的工作。為了完成這一工作,NASA將利用其余被退休的哈伯太空望遠鏡,進行工作研究。

在這一領域中,英國宇航局的朱迪侖勒博士也是該領域的專家之一。朱迪侖勒博士研究了一種名為「大瓦斯跡觀測」(ATMO)的儀器,這種儀器使用一種稱為「計數頻譜儀」的裝置來檢測類地行星大氣層中的生物跡象。

該儀器的原理是:當類地行星透過母星光束後,會在太空中形成一條「大氣光譜線」。朱迪侖勒博士利用「計數頻譜儀」來檢測這一光譜線中的微小擺動和畸變,一旦這一光譜線發生微小的異常擺動,那就代表該類地行星的大氣層中可能發生了異常的「生物跡象」。

這種方式有點類似於觀察一根條形碼,我們可以透過觀察條形碼上的微小條紋變化,來判斷條形碼上是否存在異常資訊。

只不過,這一儀器的觀測精度是如此之高,甚至能夠感知到太空中大氣層的擺動,更何況是透過條形碼這般的例子了。由於技術限制,ATMO面臨著無數的挑戰和問題,但團隊依然信心十足,希望能夠早日確認類地行星上的生命跡象。

一顆名為「K2-18 b」的類地行星上初現生命跡象。

在過去幾年中,類地行星K2-18 b的存在已經被大家所熟知,它位於處女座,距離地球大約120光年。

這是一顆重要的類地行星的存在,它是科學家們使用調查太空專用望遠鏡克卜勒號(K2)所發現的。這顆流行太空望遠鏡可以為地面科學家們提供非常寶貴的數據和資訊,有許多科研隊伍都會聯合使用K2協助其科學研究。

K2-18 b這顆類地行星於2015年被首次確認存在,它是我們已知的第一個位於宜居帶上的類地行星,也就是說,K2-18 b這顆行星所處的位置和地球相似,非常適合生命的發展和存活,因此該行星被廣泛的研究和關註。

但與地球不同的是,K2-18 b這顆行星有著「潮汐釘選」的特點。正是因為其永遠只向母星展現一面,一個半夜、一個半白晝,這種特殊的生存環境也使科學家們對其產生了極大的好奇心和探索欲。

這顆行星的存在對外星生命的探索有著極其重要的意義,因為它是我們能得知的「第一個」宜居帶中的類地行星。在2019年9月份,科學家們宣布從K2-18 b的大氣層中發現了大量的「水蒸氣」,這是一個非常重要的發現。

即使在宇宙中存在著大量類似地球的星球,對科學家來說,水是最為重要的一環,亦是尋找外星生命的重要指標。科學家們猜測K2-18 b所在的宜居帶中可能被一層厚厚的雲層覆蓋著,這也就解釋了從地球上的望遠鏡觀測到的遠處K2-18 b這顆行星的特殊環境。

這顆行星的氣溫尤其適宜生命的存活,氣溫通常圍繞在「正十度」到「負七十度」之間,這個範圍對於地球上生物生命來說還是能夠接受的。雖然迄今為止,從地球上還沒有用望遠鏡觀測到K2-18 b這顆行星上的生命存在,但人們對這一點充滿希望和幻想。

直到在2021年,圍繞著K2-18 b的外星生命跡象再度引起了人們的熱議。照英國【每日郵報】、【衛報】等媒體報道,來自英國、荷蘭的科研團隊9月13日發表論文稱,在分析K2-18 b的大氣成分時,他們還找到了一種可能由生命體產生的瓦斯「二甲基硫醚」(DMS)。

這種有機化合物在自然界中很常見,但必須經過生物合成,其存在會引發人們對某些生物的產生猜想。在地球上的生物環境中,二甲基硫醚通常是由海洋中的一些微生物所產生。

一般情況下,人們在陸地上無法聞到海中微生物散發的二甲基硫醚氣味,但一旦身處在海域附近,人們很容易就能夠聞到這種氣味。這一氣味也是潮汐所帶來的特殊「天氣預報」,當人們聞到更加濃烈的二甲基硫醚氣味時,就會判斷附近可能會有一場陣雨。

正是因為這一現象,人們認為若是在地球甚至有一些類似功能的海洋生物,它們可能會對更加濃烈的二甲基硫醚氣味有著一定的適應力和利用性,或許在它們產生這一氣味的同時,也為人類增添了一些「天氣預報」的便利性。

所以,無論是人類還是外星生物,生存環境都會對其產生一定的影響,這也就是「極端天氣下的生物選擇」這樣的一個論點。

二甲基硫醚不僅僅存在於地球的大氣層中,其還會進一步氧化,形成硫酸鹽,人們還可以在大氣層中看到一些由硫酸鹽組成的雲層。正是因為這些雲層的形成,人們可以得知二甲基硫醚也被大氣層中的生物進一步利用。

不過,科學家將二甲基硫醚存在於類地行星K2-18 b的大氣層中完全是一種純粹的推測,目前還沒有人類的工具和技術能夠確認這一說法是否屬實。而即便在未來確實有一天,科學家能夠確認K2-18 b的大氣層中存在有生命跡象的瓦斯存在,這也並不代表該行星一定存在生命。

因為目前為止,人們對能夠持續存在生命的條件了解並不多,即使出現在類地行星K2-18 b大氣層中的二甲基硫醚瓦斯在地球上是由生物合成產生的,但科學家還需要進一步了解該類地行星的大氣環境條件,以及生命形式有多麽的適應和韌性。

但即便如此,科學家們依然對這一點充滿了期待和希望。

為了進一步確認K2-18 b上是否存在有生命跡象的大氣層這一說法,科學家計劃將利用前往彼得大梅爾斯山脈(智利)的尤利西斯望遠鏡。這顆高科技望遠鏡將使用自己的功能在K2-18 b的大氣層中尋找瓦斯跡象。

雖然K2-18 b這顆類地行星上到底存在與否的確切狀況尚未有人類證實,但這絕對是一件值得全世界人民期待和祝福的事情。想想我們的祖先,為了走更遠的路去探索未知的領域,甚至犧牲了自己的生命,而現在我們能夠坐在自家舒適的沙發上,透過螢幕看到世界各地的景色形態,詳細的了解島國小鎮的風土人情。

想想我們先輩,早在數百年前就已經開始推翻傳統,創造出了一批又一批的科研成果和發明,我們已經不再用圖紙計算或者立體模型來展示自己的構思,而是透過電腦軟體「建成模型」逼真的呈現出我們的構思。

為了探索未知領域,科研人員們不斷的改進並研發出了更加高科技的工具,只不過在過去幾年的時間裏,大部份的望遠鏡都集中在地面上,其工作原理大多都是「模仿」天文望遠鏡。

而隨著科技的發展,科研人員們也在不斷創新研制,開拓視野,發揮更加大的工作效能。一顆名為尤利西斯望遠鏡的高科技工具問世,它是為了繼續太空望遠鏡的發展而生。

尤利西斯與人類以往研發的望遠鏡最大的不同是,它沒有任何一個動作部件,我們在它的模型裏是無法找到類似「轉軸」「搖桿」這類部件的。而它正是依靠著先進的光學技術,才能得以在不插電的情況下,完成高精度的觀測工作。

這顆高科技工具的身軀雖小巧輕便(重量只有兩公斤、高度不足35厘米),但是它卻擁有超越其體積的高效能工作能力,另其堪稱「小巧玲瓏,工作多能手」。尤利西斯望遠鏡可以在戶外攜帶,並且能夠在遠離城市的郊區完成高精度的觀測工作。

這顆高科技工具沒有任何一個動力開關,它能夠「工作」的原因,是因為它擁有著超高的科研效能。尤利西斯望遠鏡的高科技原理是:基於「幹涉儀」的工作原理。

「幹涉儀」是一種無線電和光學技術領域中廣泛使用的儀器,它可以根據光或者電波的幹涉波紋來測量其幹涉範圍和幹涉強度,從而幫助科學家們完成各種工作和計畫。

在日常生活中,我們能夠看到的最好的「幹涉儀」例子就是「創可貼」,只不過它所使用的原理在無線電領域幾百年後才被人類發現和研究。

大家可以想一下,在日常生活中,如果我們的智慧裝置被摔壞了,只要我們的智慧裝置內的芯片沒有受損,我們只需要將裝置放到一個接收幹涉波紋的「