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回顧:距離地球約20光年的一顆行星,被認為100%存在生命,是何原因?

2024-10-12科學

你覺得宇宙之中會有其他的 「地球」 嗎?可能大部份人都會覺得不可能有其他地球存在, 我們的地球是獨一無二的

需要註意的是,這裏指的是與地球相似的行星,並不是絕對的相同。因此如果按照相似來說,宇宙中確實存在著不少地球的 「孿生兄弟」 ,有時候科學家會將它們稱為 超級地球 。下文中我們要介紹的主角,就屬於這一類。

地球

有這樣一顆行星,它與地球之間的距離約為 20光年 ,科學家發現它時非常的激動,因為它被認為 100%有生命存在 。要知道,人類這麽多年的太空探索,除了 尋找新家園 ,就是想看看 宇宙中是否有其它的生物存活 。那麽,這顆行星被100%確定有 生命存在的原因是什麽 ?科學家已經發現這上面的生物了嗎?

與地球相似的星球

接下來,就分別從該行星的發現、科學家判定生命存在的標準以及宇宙中存在的那些 「超級地球」 這三個方面,來為大家解開科學家發現行星 存在生命的謎題 。當然,在了解其原因之前,就讓我們先來看看這顆行星,到底是怎樣被發現的,又有怎樣的特別之處。

超級地球

格利澤581g(Gliese 581g)的發現

許多人在看到格利澤時就會表示,自己對於這個字首很熟悉,似乎科學家在給不少天體命名時都用到了它。沒錯這個字首應該與德國的天文學家 威廉·格利澤 有關,他創造了著名的 格利澤近星星表 ,其中有一顆非常有名的恒星或者說 紅矮星 就是格利澤581。

格利澤581

因此 格利澤581g實際上是位於格利澤581附近的行星 ,它與地球之間的距離為 20.5光年 ,位於天秤座當中,是人類該星系當中就剛發現的第六顆行星。

格利澤581g是在 2010年9月29日由華盛頓卡內基學會和加州大學聖塔克魯茲分校(UCSC)等機構發現並公諸於世的,發現者是斯蒂文·沃格特和保羅·巴特勒。

格利澤581誕生史

首先,我們先來看看格利澤581g的相關數據。從 「三圍」 來說, 格利澤581g 的個頭明顯比地球大一些,其直徑大概是地球的 1.2到1.4倍 ,質素則是地球的 3倍到4倍 ,其圍繞著紅矮星格利澤581 公轉一周大概要37天左右 ,自轉周期與公轉周期是一樣的。更重要的是,它與格利澤581之間的位置,大概為 0.13個天文單位 ,也就是 965萬公裏左右

格利澤581在自己星系的位置

其次,科學家對於格利澤581g是否存在仍有爭議。因為前文中提到,人們在格利澤附近已經發現了不少行星。其中發現4顆星星的 日內瓦天文台研究小組 在聽聞UCSC釋出格利澤581g誕生之後,就開始在自己的觀察數據中心搜尋,最終未能發現格利澤581g存在的證據。

為此雙方還展開了激烈的爭論,盡管最終還是有爭議,但是 格利澤581g 的特殊性已經使人們將目光聚焦在了它的身上。

人們想象的格利澤581

以上就是對於 格利澤581g 基本資訊的介紹,除了「三圍」與地球非常相像以外,似乎看起來也沒什麽特別的。那麽,為什麽科學家就會認為它之上 100%存在生命 呢?

格利澤581g的特別之處

大家都知道, 地球上的生命誕生是極具偶然性的 ,可以說,最初就是有些 化學物質意外發生了反應 ,從而塑造了最初的 「生命種子」 。在談到生命誕生和存活的條件時,不可避免地繞不開 溫度、液態水和大氣 這幾個關鍵條件,這些年人類在造訪 金星、火星 時也是著重探索了這些因素。

人類的探測器與火星

因此,科學家判定 格利澤581g 一定有生命存在也是從這些標準出發的。大家還記得,前文中我們說格利澤581g和其星系恒星格利澤581g的距離嗎?這是一個重點,因為 這個距離使得格利澤581g處在宜居帶當中 ,就和地球在太陽系中的位置類似。

所以,科學家認為處在宜居帶中的格利澤581g的平均氣溫應該在 零下31攝氏度到零下12攝氏度左右 ,這種溫度條件下應該有 大氣和液態水的存在 。至此,生命誕生和生存的三個條件,格利澤581g似乎都滿足了。許多人可能會說,這麽冷就算有生命也早就凍死了。

宜居星球

實際上,科學家所說的生命並不是大家想象中 「活蹦亂跳」 的生物,而可能是 一種單細胞生物或者是黴菌 。簡言之,這裏的生命就像是最早地球上出現的 「生命種子」 一樣,只要有種子存在,它就有發芽成長的機率,生命之花也終會誕生。

一次訪談中,發現者史蒂芬·沃特被問及格利澤581g上是否可能存在生命的問題,他表示:「我不是生物學家,也沒在電視上演過這個角色,但從生命的軔性與習性上來看,我認為格利澤581g上存在生命的機會是100%。」

再者,大家可能不太了解 紅矮星 這類恒星。與太陽相比起來,紅矮星不僅個頭小,散發的能量也很少。但是,它有幾個巨大的優勢,第一就是紅矮星在宇宙當中的數量很多,因此把它作為 替代太陽 的主要目標更合適。第二 紅矮星是宇宙中著名的「長壽星」 ,這就意味著在它的附近不需要擔心它會 早早將自己燃燒殆盡 ,步入衰老。

紅矮星

因此, 格利澤581g 所處星系的恒星屬於 紅矮星 ,就使得它更容易成為 人類備選移民的目標 ,且條件也會和地球更加相似。此外, 格利澤581g的表面是由巖石組成的 ,相較於過去人類在太陽系發現的 「冰凍之星」 顯然它和地球更加相似。

科學家在研究宇宙行星的過程之中,專門設計了 「評估系統」 ,從行星的 密度、體積、與主序星的距離 以及是否有大氣和液態水等方面,來給它們打分,得出 哪些行星最適合人類居住或者說最像地球

目前發現的一些與地球相似的星球

綜合評價之後,格利澤581g以0.49分,格利澤581d以0.43分列居外星生命宜居星球榜首和第二。太陽系內的土衛六 「泰坦」獲得最高分0.64分,火星0.59分,木衛二「歐羅巴」0.47分。

可見,在諸多的 「超級地球」 當中, 格利澤581g 確實非比尋常,也難怪科學家會對它這樣有信心。不過,許多人覺得科學家總是以 「液態水」 的存在當做判定宜居行星或者生命存在的證據有些偏激,難道說就不能從別的標準出發來觀察判定嗎?實際上是有的,接下來就帶大家看看,科學家探尋外星生命的時候,還會尋找哪些線索。

外星生命

探尋外星生命時的「其他線索」

盡管我們總將水當成生命之源,但是多年的探究結果顯示, 像地球這樣分布著廣闊液態水的星球基本沒有 。所以久而久之,許多科學家表示, 不應該將水當成尋找外星生命的唯一線索 ,我們應該將思維開啟,試圖去尋找別的線索。那麽,還有哪些線索或許能證明生命存在?

水被譽為生命之源

首先就是 ,為什麽這麽說呢?因為從 去氧核糖核酸 也就是DNA和核糖核酸RNA的主要成分就能看出,磷的參與程度很高。更不用說科學家經過長期研究之後得出一個結論,即6億年前,海 洋中的磷增加或許推動了生物前進演化 。當然, 除了磷還有氮 ,一般它們兩都是一起出現的,畢竟蛋 白質沒有氮根本無法形成

去氧核糖核苷酸

其次就是 朦、鈷、鉬 等微量元素,這些元素雖然看著不起眼,但是卻在生命的誕生和演化過程中充當著不可替代的角色。所以,科學家認為,探索過程中關註這些 微量元素也顯得十分必要

哈佛大學的天體物理學家馬納斯維·林加姆表示:鉬影響著許多生物體的蛋白質合成、新陳代謝與生長;錳在透過葉綠體的光合作用生成氧氣方面發揮著重要作用;而鈷在新陳代謝方面發揮多種生物學作用。」

蛋白質分子

確實,可能大家也覺得,我們 以地球生命誕生的標準去探索其他星球上的生命有些草率 。畢竟生命的偶然性告訴我們,它誕生和演化可能並不遵從 「固有規律」 ,其存在的形式可能也會有所變化。我們按照地球的標準去找,找到的外星生命可能也與地球上的生命更加相似,畢竟大家 生活的環境都十分相似

不論怎樣,還是期待在未來的持續跟進研究中,科學家能在 格利澤581g 之上發現生命存在。不過我們對於地外生命的探索一直遵循著 「廣撒網」 的原則,簡單來說,就是 像格利澤581g這類「超級地球」 ,人類已經找到很多顆了。

人類尋求另外的「地球」

很難說,哪一顆行星在未來會給我們帶來驚喜,不過在開啟它們的 「禮盒」 之前,先讓我們來看看還有哪些行星擠進了 「超級地球」 的行列。

系外超級地球

其他宜居星球

隨著人類科技的發展,我們的觀測手段也更多了,所以現在 發現「超級地球」已經算不上什麽新鮮事了 。超級地球家族的成員正在日益增多,這是件好事,畢竟這就意味著我們發現地外生命的機率提升了,並且這些星球在未來還可能成為人類新的家園。

星際移民

上文之中提到了科學家制定了一套評分標準,其中系外行星中得到最高分的是 格利澤581g, 位居第二的則是格利澤581d。從這兩顆行星的名字就能看出,它們的關系很不一般。 格利澤581d 是在 2007年4月24日 被發現的,且科學家還在 2010年 時接收到了它發出的訊號,不過更多人認為這是噪音。

接受訊號

與格利澤581g相比,它的 公轉軌域要大一些 。所以它的表面溫度應該會更低,如果以太陽系行星類比, 格利澤581g是地球,581d就是火星

除了格利澤兄弟之外, 開普勒22b 也是和地球十分相似的行星。不過它的體格要比地球大得多, 質素是地球的40倍左右 。此外,開普勒22b與地球之間的距離也太遠了,足足有 620光年 左右。因此,大部份人還是 更關註和地球之間相距約為20光年的格利澤581g

地球與開普勒22b

總之,不論是哪一顆超級地球,它們只是與地球相似而已,而不能將 二者完全等同 。如果從細節來說,我們的地球可能確實是宇宙中 獨一無二的存在 ,因此在別無選擇之前,人類還是要把目光放在 保護地球之上 ,而不是想著拋棄地球尋找新的家園。