你觉得宇宙之中会有其他的 「地球」 吗?可能大部分人都会觉得不可能有其他地球存在, 我们的地球是独一无二的 。
需要注意的是,这里指的是与地球相似的行星,并不是绝对的相同。因此如果按照相似来说,宇宙中确实存在着不少地球的 「孪生兄弟」 ,有时候科学家会将它们称为 超级地球 。下文中我们要介绍的主角,就属于这一类。
地球
有这样一颗行星,它与地球之间的距离约为 20光年 ,科学家发现它时非常的激动,因为它被认为 100%有生命存在 。要知道,人类这么多年的太空探索,除了 寻找新家园 ,就是想看看 宇宙中是否有其它的生物存活 。那么,这颗行星被100%确定有 生命存在的原因是什么 ?科学家已经发现这上面的生物了吗?
与地球相似的星球
接下来,就分别从该行星的发现、科学家判定生命存在的标准以及宇宙中存在的那些 「超级地球」 这三个方面,来为大家解开科学家发现行星 存在生命的谜题 。当然,在了解其原因之前,就让我们先来看看这颗行星,到底是怎样被发现的,又有怎样的特别之处。
超级地球
格利泽581g(Gliese 581g)的发现
许多人在看到格利泽时就会表示,自己对于这个前缀很熟悉,似乎科学家在给不少天体命名时都用到了它。没错这个前缀应该与德国的天文学家 威廉·格利泽 有关,他创造了著名的 格利泽近星星表 ,其中有一颗非常有名的恒星或者说 红矮星 就是格利泽581。
格利泽581
因此 格利泽581g实际上是位于格利泽581附近的行星 ,它与地球之间的距离为 20.5光年 ,位于天秤座当中,是人类该星系当中就刚发现的第六颗行星。
格利泽581g是在 2010年9月29日由华盛顿卡内基学会和加州大学圣克鲁斯分校(UCSC)等机构发现并公诸于世的,发现者是斯蒂文·沃格特和保罗·巴特勒。
格利泽581诞生史
首先,我们先来看看格利泽581g的相关数据。从 「三围」 来说, 格利泽581g 的个头明显比地球大一些,其直径大概是地球的 1.2到1.4倍 ,质量则是地球的 3倍到4倍 ,其围绕着红矮星格利泽581 公转一周大概要37天左右 ,自转周期与公转周期是一样的。更重要的是,它与格利泽581之间的位置,大概为 0.13个天文单位 ,也就是 965万公里左右 。
格利泽581在自己星系的位置
其次,科学家对于格利泽581g是否存在仍有争议。因为前文中提到,人们在格利泽附近已经发现了不少行星。其中发现4颗星星的 日内瓦天文台研究小组 在听闻UCSC发布格利泽581g诞生之后,就开始在自己的观察数据中心搜索,最终未能发现格利泽581g存在的证据。
为此双方还展开了激烈的争论,尽管最终还是有争议,但是 格利泽581g 的特殊性已经使人们将目光聚焦在了它的身上。
人们想象的格利泽581
以上就是对于 格利泽581g 基本信息的介绍,除了「三围」与地球非常相像以外,似乎看起来也没什么特别的。那么,为什么科学家就会认为它之上 100%存在生命 呢?
格利泽581g的特别之处
大家都知道, 地球上的生命诞生是极具偶然性的 ,可以说,最初就是有些 化学物质意外发生了反应 ,从而塑造了最初的 「生命种子」 。在谈到生命诞生和存活的条件时,不可避免地绕不开 温度、液态水和大气 这几个关键条件,这些年人类在造访 金星、火星 时也是着重探索了这些因素。
人类的探测器与火星
因此,科学家判定 格利泽581g 一定有生命存在也是从这些标准出发的。大家还记得,前文中我们说格利泽581g和其星系恒星格利泽581g的距离吗?这是一个重点,因为 这个距离使得格利泽581g处在宜居带当中 ,就和地球在太阳系中的位置类似。
所以,科学家认为处在宜居带中的格利泽581g的平均气温应该在 零下31摄氏度到零下12摄氏度左右 ,这种温度条件下应该有 大气和液态水的存在 。至此,生命诞生和生存的三个条件,格利泽581g似乎都满足了。许多人可能会说,这么冷就算有生命也早就冻死了。
宜居星球
实际上,科学家所说的生命并不是大家想象中 「活蹦乱跳」 的生物,而可能是 一种单细胞生物或者是霉菌 。简言之,这里的生命就像是最早地球上出现的 「生命种子」 一样,只要有种子存在,它就有发芽成长的几率,生命之花也终会诞生。
一次访谈中,发现者史蒂芬·沃特被问及格利泽581g上是否可能存在生命的问题,他表示:「我不是生物学家,也没在电视上演过这个角色,但从生命的轫性与习性上来看,我认为格利泽581g上存在生命的机会是100%。」
再者,大家可能不太了解 红矮星 这类恒星。与太阳相比起来,红矮星不仅个头小,散发的能量也很少。但是,它有几个巨大的优势,第一就是红矮星在宇宙当中的数量很多,因此把它作为 替代太阳 的主要目标更合适。第二 红矮星是宇宙中著名的「长寿星」 ,这就意味着在它的附近不需要担心它会 早早将自己燃烧殆尽 ,步入衰老。
红矮星
因此, 格利泽581g 所处星系的恒星属于 红矮星 ,就使得它更容易成为 人类备选移民的目标 ,且条件也会和地球更加相似。此外, 格利泽581g的表面是由岩石组成的 ,相较于过去人类在太阳系发现的 「冰冻之星」 显然它和地球更加相似。
科学家在研究宇宙行星的过程之中,专门设计了 「评估系统」 ,从行星的 密度、体积、与主序星的距离 以及是否有大气和液态水等方面,来给它们打分,得出 哪些行星最适合人类居住或者说最像地球 。
目前发现的一些与地球相似的星球
综合评价之后,格利泽581g以0.49分,格利泽581d以0.43分列居外星生命宜居星球榜首和第二。太阳系内的土卫六 「泰坦」获得最高分0.64分,火星0.59分,木卫二「欧罗巴」0.47分。
可见,在诸多的 「超级地球」 当中, 格利泽581g 确实非比寻常,也难怪科学家会对它这样有信心。不过,许多人觉得科学家总是以 「液态水」 的存在当做判定宜居行星或者生命存在的证据有些偏激,难道说就不能从别的标准出发来观察判定吗?实际上是有的,接下来就带大家看看,科学家探寻外星生命的时候,还会寻找哪些线索。
外星生命
探寻外星生命时的「其他线索」
尽管我们总将水当成生命之源,但是多年的探究结果显示, 像地球这样分布着广阔液态水的星球基本没有 。所以久而久之,许多科学家表示, 不应该将水当成寻找外星生命的唯一线索 ,我们应该将思维打开,试图去寻找别的线索。那么,还有哪些线索或许能证明生命存在?
水被誉为生命之源
首先就是 磷 ,为什么这么说呢?因为从 脱氧核糖核酸 也就是DNA和核糖核酸RNA的主要成分就能看出,磷的参与程度很高。更不用说科学家经过长期研究之后得出一个结论,即6亿年前,海 洋中的磷增加或许推动了生物进化 。当然, 除了磷还有氮 ,一般它们两都是一起出现的,毕竟蛋 白质没有氮根本无法形成 。
脱氧核糖核苷酸
其次就是 朦、钴、钼 等微量元素,这些元素虽然看着不起眼,但是却在生命的诞生和演化过程中充当着不可替代的角色。所以,科学家认为,探索过程中关注这些 微量元素也显得十分必要 。
哈佛大学的天体物理学家马纳斯维·林加姆表示:钼影响着许多生物体的蛋白质合成、新陈代谢与生长;锰在通过叶绿体的光合作用生成氧气方面发挥着重要作用;而钴在新陈代谢方面发挥多种生物学作用。」
蛋白质分子
确实,可能大家也觉得,我们 以地球生命诞生的标准去探索其他星球上的生命有些草率 。毕竟生命的偶然性告诉我们,它诞生和演化可能并不遵从 「固有规律」 ,其存在的形式可能也会有所变化。我们按照地球的标准去找,找到的外星生命可能也与地球上的生命更加相似,毕竟大家 生活的环境都十分相似 。
不论怎样,还是期待在未来的持续跟进研究中,科学家能在 格利泽581g 之上发现生命存在。不过我们对于地外生命的探索一直遵循着 「广撒网」 的原则,简单来说,就是 像格利泽581g这类「超级地球」 ,人类已经找到很多颗了。
人类寻求另外的「地球」
很难说,哪一颗行星在未来会给我们带来惊喜,不过在打开它们的 「礼盒」 之前,先让我们来看看还有哪些行星挤进了 「超级地球」 的行列。
系外超级地球
其他宜居星球
随着人类科技的发展,我们的观测手段也更多了,所以现在 发现「超级地球」已经算不上什么新鲜事了 。超级地球家族的成员正在日益增多,这是件好事,毕竟这就意味着我们发现地外生命的几率提升了,并且这些星球在未来还可能成为人类新的家园。
星际移民
上文之中提到了科学家制定了一套评分标准,其中系外行星中得到最高分的是 格利泽581g, 位居第二的则是格利泽581d。从这两颗行星的名字就能看出,它们的关系很不一般。 格利泽581d 是在 2007年4月24日 被发现的,且科学家还在 2010年 时接收到了它发出的信号,不过更多人认为这是噪音。
接受信号
与格利泽581g相比,它的 公转轨道要大一些 。所以它的表面温度应该会更低,如果以太阳系行星类比, 格利泽581g是地球,581d就是火星 。
除了格利泽兄弟之外, 开普勒22b 也是和地球十分相似的行星。不过它的体格要比地球大得多, 质量是地球的40倍左右 。此外,开普勒22b与地球之间的距离也太远了,足足有 620光年 左右。因此,大部分人还是 更关注和地球之间相距约为20光年的格利泽581g 。
地球与开普勒22b
总之,不论是哪一颗超级地球,它们只是与地球相似而已,而不能将 二者完全等同 。如果从细节来说,我们的地球可能确实是宇宙中 独一无二的存在 ,因此在别无选择之前,人类还是要把目光放在 保护地球之上 ,而不是想着抛弃地球寻找新的家园。