古代恒星為地外生命探索帶來希望

馬娟

生命的長度能否超越人類已知的范疇？生命能否延續(xù)至數(shù)億年？科學(xué)家探測到的星系越來越古老，這似乎預(yù)示著發(fā)現(xiàn)處于宜居帶的古老行星已指日可待。研究人員表示，對研究古代生命的居住習(xí)性和發(fā)展演化而言，了解系外行星上是否有可能存在生命具有重要意義。

2015年1月，蒂亞戈·坎潘特（英國伯明翰大學(xué)研究員，從事星震學(xué)研究）帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)宣布，他們發(fā)現(xiàn)了5顆小型巖質(zhì)行星，位于一顆古老的恒星周圍。這顆恒星是美國航空航天局“開普勒”尋星項(xiàng)目的第一項(xiàng)探索性成果，因而被命名為開普勒-444。

在這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)中，坎潘特將該恒星和小行星的年齡精確到了驚人的112億歲。這幾乎是太陽系年齡的2.5倍！但開普勒-444星系的所有行星都不適宜居住，原因在于這些小行星繞恒星的軌道半徑過小。然而坎潘特認(rèn)為，對探索古代宜居星球而言，這些小行星的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)巨大的進(jìn)步，最好的結(jié)果終將來臨。

他表示：“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)讓人們有理由相信，尚有一些可居住行星未被人類探測到，還需要更多的時(shí)間來觀測?！绷硗?，他補(bǔ)充說，隨著越來越多的天文觀測站的出現(xiàn)，這一狀況將會有所改觀，但生命體是否能存活數(shù)億年還純屬推測。

坎潘特說，這里存在一個(gè)疑問：“若地外生命在如此高齡的星系中存在過，那么這些生命如今是否依然還在？或是已經(jīng)滅絕？”

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，恒星開普勒-444中缺乏鐵元素，但富含所謂的阿爾法元素，包括硅、碳、氮、氧。這些元素形成于宇宙第一次恒星爆炸中，古老恒星因能量耗盡而無法繼續(xù)燃燒時(shí)，就會向四周釋放此類元素?？才颂亟忉屨f，正是這些元素使得該恒星的行星構(gòu)造令人驚訝?？茖W(xué)家通常認(rèn)為，水星、金星、地球等類地行星中包含大量鐵元素?？才颂乇硎荆@項(xiàng)發(fā)現(xiàn)表明，宇宙中有可能存在主要含阿爾法元素的行星。這也意味著形成巖質(zhì)行星的方式多種多樣，因而此類行星在宇宙中比我們先前認(rèn)為的更為常見。

開普勒-444星系與太陽系不同。恒星開普勒-444本身比太陽稍小，而且其行星的軌道半徑也極短。該星系的宜居帶大約始于0.4天文單位，但其與最外圍行星的距離只有0.08天文單位，這大約只是水星距太陽距離的1/5。

人類已知的與開普勒-444年歲相仿的星系很少，其中之一是名為瑪士撒拉的氣態(tài)巨行星，發(fā)現(xiàn)于21世紀(jì)初。2003年初次宣布該發(fā)現(xiàn)時(shí)，天文學(xué)家表示，該行星約有127億歲，是地球年齡的2倍多。2014年，天文學(xué)家宣布又發(fā)現(xiàn)了兩顆行星，都位于115億歲的卡普坦星系內(nèi)。恒星卡普坦是以荷蘭天文學(xué)家雅各布·卡普坦的名字命名的?？才颂卣f，卡普坦b行星與卡普坦c行星的大小介于超大地球與迷你海王星之間。

另一個(gè)古老星系為開普勒-10星系，大約106億歲，但它的兩顆行星依然不適宜居住。2011年發(fā)現(xiàn)之初，研究人員便形容那是一個(gè)“遍布高溫巖石的、海王星大小的固體行星”?？才颂乇硎?，探測更多的類地行星需要投入更多功能強(qiáng)大的天文觀測站。幸運(yùn)的是，有兩個(gè)觀測站即將開始運(yùn)行，美國航空航天局計(jì)劃于2017年發(fā)射凌日系外行星勘測人造衛(wèi)星（TESS），歐空局也將于2024年發(fā)射行星凌日與震蕩（ 簡稱PLATO）太空望遠(yuǎn)鏡?？才颂貙⑴c歐空局的項(xiàng)目。

與開普勒空間望遠(yuǎn)鏡一樣，PLATO太空望遠(yuǎn)鏡將致力類地行星和類日恒星的探測，但這需要更加廣闊的視野和更為敏感的接收器?？才颂乇硎?，只有二者兼?zhèn)洳庞锌赡芴綔y到更多的目標(biāo)。同時(shí)，凌日系外行星勘測人造衛(wèi)星也會重點(diǎn)探測距離地球較近的星球，讓地面天文臺更易追蹤到這些行星。