外星人或存系外行星卫星之上:可能的生命天堂
新浪科技讯 北京时间9月15日消息,据英国《每日邮报》报道,今天距离人类发现第一颗围绕另外一颗类太阳恒星运行的系外行星已经过去了将近20年的时间。自那以后,这一方面的研究已经取得了巨大的进展,我们已经找到了超过1000颗系外行星。
然而在我们在茫茫宇宙中寻找生命的道路上,一些专家开始提出不同的观点,他们指出,最有可能找到生命的地方,可能并非是那些大行星,而是那些位于宜居带中,围绕这些行星运行的卫星。
搜寻系外卫星
对于那些一心想着要找到宇宙中生命的人来说,尽管我们已经找到了那么多的系外行星,但他们内心的感觉是复杂的:这些找到的系外行星中的大多数都被证明是体型巨大的气态行星,不适宜生命生存,并且它们的运行轨道通常都非常接近恒星,这导致其大气温度极高,环境条件恶劣异常。
然而幸运的是,拜不懈的努力以及技术进步所赐,科学家们开始找到更多与地球相似,由岩石构成的行星,其中有些甚至位于宜居带范围内,因此可以认为液态水是可以在这些行星的地表存在的。
但天文学家们的目光同样开始投向另外一个可能的生命天堂——那些存在于系外行星周围,围绕它们运行的天然卫星,也就是所谓的“系外卫星”。
考虑到搜寻系外行星所遭遇的巨大技术困难,要想找到那些比行星还要小得多的系外卫星听上去几乎是不可能做到的,但正是这样的困难,吸引了美国哈佛大学史密松天体物理中心的大卫·基平(David Kipping)博士的兴趣。
他说:“我们的兴趣更多的源自一种激动人心的前景。我想挑战一下构建相关模型,这几乎就跟人们挑战珠峰的动机是一样的。”他表示:“一直到2009年,我们还只不过刚刚开始利用凌星法探测到一些系外行星——就在那一年,美国宇航局的开普勒空间望远镜发射升空,专门用于探测围绕其他恒星运行的,大小与地球接近的系外行星。于是我们不禁想知道,既然我们能探测到较小的岩石行星,那么我们也应该可以找到那些岩石卫星。”
开普勒空间望远镜
开普勒空间望远镜是第一台专门设计,运用凌星原理进行系外行星搜寻的设备。其镜头会持续对准一片预定的天区进行观察,侦测所观测区域恒星亮度出现的轻微变化,如果恒星的周围有行星运行,那么当它运行到恒星前方时便会遮挡观测视线,导致恒星亮度出现短暂的轻微下降。
而在此之前,科学家们用于搜寻系外行星的方法更多的是引力摄动法,即用非常高的精度观察恒星的位置,如果它的近旁存在行星体,那么行星体的质量会导致恒星出现轻微的来回晃动,从而暴露行星体的存在。然而这种方法有一大缺陷,那就是采用这种方法一般只能发现那些质量较大的气态巨行星。对于由岩石构成,类似地球,质量较小的系外行星就难以发现。而凌星法则通过观察恒星亮度的变化来搜寻行星,采用了完全不同的手段,敏感度也相对高了一些。当然这些手段都有着相同的本质,那就是采用足够灵敏的设备,在对的时间对准对的目标进行观测。
然而要想运用这一技术搜寻系外卫星仍将不是一个轻松的任务,然而作为“开普勒系外卫星搜寻项目”(HEK)的负责人,基平仍然决定接受这一挑战。他说:“这是一个十分棘手的问题,但现在我们已经让它从猜想或多或少的变成了科学。我们已经发展出一些技术,可以用来开展这样的搜寻,因此现在我们正致力于下一步的挑战,那就是真正去找到这些卫星,看看它们是否与我们太阳系内的天然卫星相类似,或者完全不同。”
根据我们现有的行星形成理论,之少有一类的系外卫星应当是普遍存在的:在我们太阳系内的全部气态巨行星周围都存在着遍布大量气体,冰块与碎屑物的区域,它们很快便会凝聚形成一个天然卫星体系。
在某些情况下,比如木星的4颗伽利略卫星,以及土星最大的卫星土卫六,这些卫星的大小实际上已经与大的岩石行星相当。它们的表面存在着复杂的地形特征:火山,冰封的海洋以及复杂的大气层。这些都让它们成为在太阳系内搜寻生命的候选目标。理论上说,在那些同样是气态巨行星的系外行星周围也应当会形成类似的天然卫星,这样的卫星将有可能成为孕育生命的潜在场所。
数量几何?
基平表示:“实际上,由于科幻电影和小说的影响,人们对系外卫星的概念其实并不陌生,尽管他们此前甚至从未真正听过这个名字。我们进行这样的搜寻工作,一个有趣的原因是我们知道气态巨行星是普遍存在的,甚至运行于宜居带内的巨行星也是非常常见的。”
他强调指出:“目前天文学领域的一大问题是评估位于宜居带内,并且与地球相似的系外行星存在的可能性。开普勒望远镜的发射让我们得以对‘系外行星’这一术语进行定量上的估算:一项最新的分析认为,在类太阳恒星中大约有2%的成员,在其周遭宜居带内拥有之少一颗岩石行星。”
他表示:“在目前这一阶段,你可以认为这一比例很高,也可以认为这一比例很低,因为在银河系内有着太多的类太阳恒星。而这一研究同时也指出拥有气态巨行星的类太阳恒星则要占到全部成员的8%。因此,即便即便这些气态巨行星中只有1/4的成员拥有质量相当可观,因而得以保有大气层的岩石卫星,这样一来,位于宜居带的岩石卫星数量就要接近乃至超过具备同样条件的系外岩石行星的数量了。甚至有可能存在这样的可能性,那就是我们实际上才是奇怪的家伙,竟然居住在一颗行星上而不是一颗卫星上。如果我们想要弄清银河系中的生命景象,那么我们就必然要将卫星的情况考虑在内。”
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