“地球七兄弟”讓人類(lèi)大開(kāi)眼界

●本報(bào)駐美國(guó)、德國(guó)特派特約記者　李秉新　青木　●本報(bào)記者　谷　棣　●陳一　柳直

還記得去年5月“地球三兄弟”被發(fā)現(xiàn)時(shí)地球人的驚喜嗎？現(xiàn)在有更大的驚喜出現(xiàn)：一群科學(xué)家2月22日宣布，在“三兄弟”的同一行星系統(tǒng)中，有更多“地球的兄弟”被發(fā)現(xiàn)，湊成了“葫蘆娃七兄弟”。這是人類(lèi)第一次發(fā)現(xiàn)一個(gè)包含7個(gè)地球大小行星的系統(tǒng)，更重要的是，所有這7顆行星都可能存在水和大氣層，其中3顆更是位于可能存在生命的適居帶內(nèi)。美國(guó)航天局的科學(xué)家托馬斯說(shuō)，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)讓我們了解，現(xiàn)在找到第二個(gè)地球已經(jīng)不是“能不能”的問(wèn)題，而是“何時(shí)”的問(wèn)題?！暗厍蚱咝值堋彪x我們約40光年，當(dāng)想到銀河系自身就有10萬(wàn)光年那么大時(shí)，這個(gè)距離事實(shí)上就像是到你鄰居家一樣。當(dāng)然，以我們現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)水平，要到達(dá)那里需要數(shù)百萬(wàn)年，所以才有這句話“人類(lèi)的生命與宇宙相比，只是一瞬間”。

這顆“太陽(yáng)”有點(diǎn)冷

據(jù)法新社報(bào)道，一群科學(xué)家22日在美國(guó)航天局公布了他們的最新發(fā)現(xiàn)：在一顆距地球40光年的矮恒星附近，至少有7顆如地球大小的行星圍著它公轉(zhuǎn)。這7顆行星上很有可能存在水和生命。這一發(fā)現(xiàn)將發(fā)表在《自然》期刊上。

“人類(lèi)尋找太陽(yáng)系之外的外星生命跡象，第一次有了現(xiàn)實(shí)可能性?！泵绹?guó)《紐約時(shí)報(bào)》說(shuō)，這些行星圍繞著一顆名為T(mén)RAPPIST-1的矮恒星旋轉(zhuǎn)，它距地球約40光年，從宇宙的角度說(shuō)，這個(gè)距離非常近，并且這7顆行星的軌道方位很適合科學(xué)家對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)的研究。英國(guó)劍橋大學(xué)的天文學(xué)家托奧德說(shuō)，“我認(rèn)為，對(duì)于了解那里是否存在生命，我們已經(jīng)邁出關(guān)鍵一步，如果那里出現(xiàn)生命，并釋放了類(lèi)似于我們?cè)诘厍蛏系臍怏w，那么我們就會(huì)知道?！泵绹?guó)麻省理工學(xué)院的天文學(xué)家薩拉·西格認(rèn)為，“TRAPPIST-1的行星發(fā)現(xiàn)使得在銀河系找到地外生命的時(shí)刻即將到來(lái)。這還是第一次我們不必去猜測(cè)，只需要等待，然后進(jìn)行非常仔細(xì)的觀察，看看在TRAPPIST-1行星的大氣中有什么?！?/p>

“結(jié)果在10年內(nèi)就有分曉”。清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系田豐教授23日告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者：“或許不一定要10年。美國(guó)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡還在軌道上，詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡預(yù)計(jì)在2018年升空，對(duì)TRAPPIST-1系統(tǒng)中疑似宜居行星大氣的觀測(cè)將是這些望遠(yuǎn)鏡的重點(diǎn)方向之一。”田豐還提到，這次的發(fā)現(xiàn)大大有助于對(duì)行星宜居性的系統(tǒng)性研究。

比利時(shí)列日大學(xué)天文學(xué)家、TRAP?PIST-1國(guó)際觀察團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人邁克爾·吉隆說(shuō)，“這是第一次在同一顆恒星周?chē)l(fā)現(xiàn)了這么多這樣的行星?！奔∵M(jìn)一步解釋這一發(fā)現(xiàn)的重要性：“在此之前，如果你想研究類(lèi)地行星的話只有4顆，而且全都在我們的太陽(yáng)系里?，F(xiàn)在我們有7顆地球大小的行星可以擴(kuò)展我們的視野?！?/p>

恒星TRAPPIST-1位于水瓶座，雖然它的行星大小和地球差不多，但它卻與太陽(yáng)大不相同。據(jù)報(bào)道，TRAPPIST-1屬于天文學(xué)家所說(shuō)的那種“超冷小矮恒星”，質(zhì)量只有太陽(yáng)的1/12，表面溫度約2000多攝氏度，比太陽(yáng)表面溫度5000多攝氏度要低不少，它的亮度也只有太陽(yáng)的1/2000?？茖W(xué)家比喻兩者大小時(shí)說(shuō)，如果太陽(yáng)是一個(gè)籃球，那么TRAPPIST-1就像一個(gè)高爾夫球。

英國(guó)《獨(dú)立報(bào)》說(shuō)，TRAPPIST-1的這7顆行星離恒星比較近，最近的差不多只有地球到太陽(yáng)距離的1/100，最遠(yuǎn)的也比水星距太陽(yáng)要近。即使如此，如果一個(gè)人站在TRAPPIST-1其中的一個(gè)行星上，一切東西看起來(lái)都要比平常暗得多。這是因?yàn)檫M(jìn)入你眼中的光線要比你在地球上得到的太陽(yáng)光少很多，就好比你在日落時(shí)看東西。不過(guò)，盡管光線相對(duì)較暗，但一切東西仍將感覺(jué)溫暖，因?yàn)榫拖裉?yáng)照射地球一樣有同樣多的能量從這顆恒星上抵達(dá)行星，很多能量是通過(guò)紅外線方式到達(dá)的。

不一樣的星系故事

人類(lèi)早就試圖尋找太陽(yáng)系外行星，但直到1995年，科學(xué)家才發(fā)現(xiàn)飛馬座51b行星。后來(lái)，隨著一些先進(jìn)的天文望遠(yuǎn)鏡出現(xiàn)，更多的系外行星被發(fā)現(xiàn)，其中包括一些“地球的親戚”。

“2015年發(fā)現(xiàn)‘地球大表哥開(kāi)普勒452B和2016年發(fā)現(xiàn)‘地球?qū)\生哥哥比鄰星b后，‘地球兄弟團(tuán)隊(duì)還在不斷擴(kuò)充中。有人開(kāi)玩笑說(shuō)，這次發(fā)現(xiàn)的7個(gè)地球大小的行星是葫蘆娃兄弟?！眹?guó)家天文臺(tái)研究員茍利軍23日告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者。他認(rèn)為，這次美國(guó)航天局公布的新發(fā)現(xiàn)，最大意義是開(kāi)辟了探尋類(lèi)地行星、地外生命的新方向——以前主要在類(lèi)似太陽(yáng)的恒星周?chē)褜ひ司有行?，一下子到了質(zhì)量更小溫度更低的恒星周?chē)?/p>

茍利軍說(shuō)，生活在地球上的人類(lèi)一直在尋找地球之外的智慧生物，如果說(shuō)液態(tài)水是生命存在的最基本要求的話，那么宜居行星就要求它既不能距離恒星太近也不能太遠(yuǎn)，太近行星表面會(huì)太熱，太遠(yuǎn)則處于一種冰凍狀態(tài)，只有處于中間區(qū)域，不是很熱也不是很冷，生命才有可能存在。他認(rèn)為，這次最大突破在于第一次發(fā)現(xiàn)這么多類(lèi)地行星圍繞在一顆恒星周?chē)?。之前，通常只有一個(gè)處于宜居帶，這次是3個(gè)，并且和地球的質(zhì)量大小差不多。其意義在于處于宜居帶的小行星數(shù)量越多，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)其他星球生命存在可能性的概率就越大。

美國(guó)《華盛頓郵報(bào)》說(shuō)，即使最后科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這7顆行星上沒(méi)有生命，還是能讓人們更清楚恒星系統(tǒng)是怎么運(yùn)作的。參與這次發(fā)現(xiàn)的美國(guó)麻省理工學(xué)院行星科學(xué)家衛(wèi)特將這7顆行星比喻成7種新語(yǔ)言，每一種都增加了我們描述宇宙的詞匯，“它們那個(gè)星系的故事角度與我們有點(diǎn)不一樣”。

一些科學(xué)家和畫(huà)家的想象力已經(jīng)開(kāi)始穿越空間，觀看新發(fā)現(xiàn)行星上的美景。科學(xué)家從b到h來(lái)命名這7顆行星，其中被認(rèn)為可能存在生命的是e、f、g三顆行星?？茖W(xué)家推測(cè)，如果站在TRAP?PIST-1f這顆行星上往空中看，矮恒星TRAPPIST-1的大小會(huì)是太陽(yáng)的3倍，再加上它本身的顏色是紅色，散發(fā)出的光芒會(huì)是像鮭魚(yú)般的橘紅色。人們能接受到的可見(jiàn)光只有太陽(yáng)光的1/200，但人們還是可以接受到足夠的熱量。此外，人們也可以看到如詩(shī)如畫(huà)的風(fēng)景，其他幾顆行星會(huì)出現(xiàn)在空中，大小就跟月亮一樣，甚至有兩個(gè)月亮那么大。由于這些行星的距離非常近，人們?cè)谝活w行星上還能看到其他行星的地貌或云層。

當(dāng)然，從科學(xué)的角度分析，即使處于宜居帶的行星，也很可能沒(méi)有生命。茍利軍23日與合作者黃月撰文說(shuō)：“地球究竟是不是宇宙中孤獨(dú)的生命載體？這是天文學(xué)家們一直以來(lái)在努力解答的問(wèn)題，也是人類(lèi)尋找宜居星球的初衷?！彼麄冋J(rèn)為，盡管單從距離的角度判斷，這幾個(gè)行星都比較適合于生命發(fā)展，但生命是否真正存在還取決于很多其他因素。至少對(duì)于三顆宜居行星而言，生命存在并不樂(lè)觀。這主要因?yàn)樗鼈兙嚯x中心恒星比較近，很有可能已被潮汐鎖定——就像月球總是把自己的正面對(duì)著地球一樣——這些行星有可能總是以固定某一面對(duì)著中心恒星，這對(duì)于生命的發(fā)展是很不友好的。

《華盛頓郵報(bào)》說(shuō)，潮汐鎖定會(huì)導(dǎo)致這些行星上的氣候與地球完全不同，比如溫度落差巨大，強(qiáng)風(fēng)不停地從永晝面吹向永夜面等。

“下一步：宇宙探測(cè)器”

“宇宙太大了，如果只有我們?nèi)祟?lèi)，那么我們看起來(lái)就像是可怕的無(wú)用之人?！泵绹?guó)《基督教科學(xué)箴言報(bào)》援引美國(guó)科幻作家卡爾·薩根的話講述我們探索宇宙的激情來(lái)自何方。文章說(shuō)，我們?nèi)匀徊恢牢覀冊(cè)谟钪嬷惺欠窆陋?dú)，但是一項(xiàng)新的發(fā)現(xiàn)暗示至少在附近存在另一個(gè)太陽(yáng)系，7顆類(lèi)地球行星的發(fā)現(xiàn)激發(fā)了人們尋找外星生命的熱情。

太陽(yáng)已有50億歲，而TRAPPIST-1只有5億歲，而年輕就意味著希望?！罢业酵庑巧衷黾?次機(jī)會(huì)”，德國(guó)《時(shí)代周報(bào)》23日評(píng)論說(shuō)，盡管我們還不能確定繞著矮恒星“TRAPPIST-1”的“地球7兄弟”上是否真正存在外星生命，但有有一件事是肯定的：如果我們的太陽(yáng)在數(shù)十億年后消耗完了燃料，我們的太陽(yáng)系將不再存在。因此，像“TRAP?PIST-1”這樣年輕的星系的發(fā)現(xiàn)是非常重要的，這意味著我們地球人的生命多了份延續(xù)的希望。

“下一步：宇宙探測(cè)器”，德國(guó)《柏林日?qǐng)?bào)》23日稱(chēng)，在未來(lái)某一天，甚至在21世紀(jì)，人類(lèi)或許就能夠?qū)⒁粋€(gè)宇宙探測(cè)器送出太陽(yáng)系之外。近年來(lái)，俄羅斯大亨米爾納、物理學(xué)家霍金和臉譜的創(chuàng)始人扎克伯格等人，都已經(jīng)開(kāi)始致力于一個(gè)太空探索項(xiàng)目——建造使用激光推進(jìn)的微型探測(cè)器，其速度達(dá)到光速的1/5，這樣，前往太陽(yáng)系外的最近的恒星半人馬座阿爾法星只需要大約20年時(shí)間。而前往TRAPPIST-1“地球七兄弟”的時(shí)間也可大大縮短。

在探索系外行星的進(jìn)程中，中國(guó)的位置在哪里？茍利軍認(rèn)為，天文學(xué)是觀測(cè)性學(xué)科，過(guò)去中國(guó)一窮二白，特別是在硬件設(shè)備上落后于歐美國(guó)家。太空的研究比地面研究的難度更大。這次歐美科學(xué)家就是通過(guò)斯皮策紅外太空望遠(yuǎn)鏡獲得的新發(fā)現(xiàn)，但這類(lèi)望遠(yuǎn)鏡在中國(guó)還處于研發(fā)計(jì)劃中。目前，中國(guó)的天文觀測(cè)水平已有較大發(fā)展，國(guó)家投入非常大，如通過(guò)“千人計(jì)劃”等政策項(xiàng)目引進(jìn)了很多技術(shù)人才。美國(guó)主導(dǎo)下一代光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡，中國(guó)天文臺(tái)也會(huì)參與其中，這對(duì)中國(guó)提高觀測(cè)水平會(huì)有很大幫助?！?/p>