“第二個(gè)地球”離我們有多遠(yuǎn)？

近期來自宇宙的新發(fā)現(xiàn)源源不斷，引發(fā)一股天文熱潮。就在“新視野號(hào)”為我們呈現(xiàn)一個(gè)“手捧愛心，表情萌萌噠”冰封世界后僅僅10天，美國(guó)宇航局又宣布發(fā)現(xiàn)一顆酷似地球的系外行星，一時(shí)間“第二個(gè)地球”幾乎搶了全世界媒體的頭條，大街小巷茶余飯后 話題也從“宜居”談到了“移居”……那么事實(shí)究竟如何呢？

真的是“第二個(gè)地球”嗎？

這個(gè)故事的主角叫“開普勒452”（Kepler-452b），是一顆太陽系外行星，位于天鵝座，距離地球約1400光年。這顆行星的直徑比地球大60%，距離它的“太陽”比日地距離遠(yuǎn)5%，位于適合液態(tài)水存在的“宜居帶”中，公轉(zhuǎn)一周385天，這些特征都和地球極為相似！美國(guó)宇航局把它稱為“超級(jí)類地行星”（super-Earth-size planet）。然而細(xì)心的愛好者發(fā)現(xiàn)，其實(shí)在去年就發(fā)現(xiàn)了一顆更接近地球大小的系外行星“Kepler-186f”，它只比地球大不到10%，也在所謂“宜居帶”中，公轉(zhuǎn)周期為130天。再往前，有一顆叫“Kepler-62f”的系外行星比地球大40%，在一條公轉(zhuǎn)周期為267天的軌道上繞著其母星運(yùn)動(dòng)。既然如此，這次公布的新發(fā)現(xiàn)“Kepler-452b”到底特殊在哪里呢？

其實(shí)在這個(gè)故事中，真正的關(guān)鍵人物是那顆行星的“太陽”，一顆叫做“開普勒452”（Kepler-452）的恒星。它比太陽大10%，亮20%，目前年齡是60億年，比太陽年長(zhǎng)10億歲，關(guān)鍵是這顆恒星與太陽一樣，都屬于G2型恒星，也就是黃矮星，擁有和太陽相似的溫度、相似的生命周期、相似的活動(dòng)狀態(tài)。把它稱為“第二個(gè)恒星”毫不為過。上文提到的另兩個(gè)“超級(jí)地球”，雖然大小更接近地球，但是它們的母星都是溫度更低，呈現(xiàn)橙紅色的M型恒星紅矮星。

恒星質(zhì)量越大壽命越短。太陽的壽命大約有100億年，而一顆5倍太陽質(zhì)量的恒星壽命只有1億年。行星根本就等不到進(jìn)化出高級(jí)生命，恒星便摧毀了。而小質(zhì)量的恒星雖然可以有幾百上千億年壽命，但是它們溫度偏低，而且脾氣不好，時(shí)不時(shí)來個(gè)劇烈的噴發(fā)，釋放大量紫外線。行星上的生命得隔三差五地接受一次紫外線消毒，誰受得了??！因此，我們目前能想象到的真正適合生命繁衍的行星必須像地球那樣有著合適的大小、合適的質(zhì)量、與恒星保持合適的距離。恒星本身大小也要合適——事實(shí)上，我們現(xiàn)在只有地球這一個(gè)例子。那么這次“Kepler-452+Kepler-452b”的組合就和“太陽+地球”真的非常像，簡(jiǎn)直就是“神復(fù)制”了！這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的與日地系最為相似的系統(tǒng)，所以這才是本次新發(fā)現(xiàn)的意義所在。

如何發(fā)現(xiàn)遙遠(yuǎn)的“第二地球”？

眾所周知，太陽系有八大行星，那么其它恒星也應(yīng)該擁有自己的行星系統(tǒng)。但由于恒星距離我們太過遙遠(yuǎn)，行星本身又不發(fā)光，常常被恒星光芒掩蓋，所以探測(cè)難度極大，長(zhǎng)期以來僅僅是一個(gè)合理的科學(xué)猜想。直到1989年，首顆系外行星被確認(rèn)發(fā)現(xiàn)，那是一顆質(zhì)量為木星11倍的行星，編號(hào)HD 114762 b。1992年，人類首次確認(rèn)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量與地球相近的行星。

探測(cè)系外行星的方法有很多。早期比較有效的方法是視向速度法，就是通過多普勒效應(yīng)探測(cè)行星引力對(duì)母恒星造成的位置漂移量來推算行星的質(zhì)量、周期等。但這種方法只能發(fā)現(xiàn)數(shù)倍于木星質(zhì)量的巨大行星，而且往往距離恒星非常近，甚至只有水星到太陽距離的1/7！這種行星叫“熱木星”，顯然是不適合生命存在的。還有一種常用方法是凌日法，通過行星運(yùn)行至恒星前方，造成恒星的光度發(fā)生變化，從而推算行星的大小和公轉(zhuǎn)周期。然而，做起來難度極大。像木星大小的行星經(jīng)過太陽大小的恒星會(huì)使恒星的光度減少百分之一，而地球大小的行星只能使恒星的光度減少萬分之一！

“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡就是專門擁凌日法探測(cè)系外行星的。它由NASA下屬的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室研制，耗資6億多美元，主要部件包括一個(gè)直徑95厘米的主鏡和一個(gè)極其靈敏的光度計(jì)?！伴_普勒望遠(yuǎn)鏡”的任務(wù)是對(duì)天鵝座和天琴座中約10多萬個(gè)恒星系統(tǒng)掃描觀測(cè)，搜尋太陽系外行星的蹤跡，特別是與地球相似、由巖石構(gòu)成，并位于恒星宜居帶上的行星。自2009年升空以來，驚人的發(fā)現(xiàn)源源不斷，一次又一次地顛覆了人們對(duì)行星存在性的理解。截止目前，開普勒已經(jīng)辨認(rèn)出4696顆候選行星，確認(rèn)了1030顆，其中包括灼熱的氣態(tài)巨行星和擁有多個(gè)太陽的怪異行星系統(tǒng)。當(dāng)然，更重要的是，它已經(jīng)確認(rèn)了小于兩倍地球大小并位于“宜居帶”的12顆行星，現(xiàn)在還有11顆尚待確認(rèn)。現(xiàn)在全世界有很多業(yè)余愛好者也加入進(jìn)來幫忙一起從海量數(shù)據(jù)中尋找系外行星的蛛絲馬跡。

既然地球的“表哥”已經(jīng)找到，許多人都在問：那里有沒有生命？有沒有外星人？人類能不能與他們?nèi)〉寐?lián)系？人類能不能移居？

首先，雖然Kepler-452b已經(jīng)擁有了和地球差不太多的大小，差不多的恒星，同樣位于“宜居帶”中，但是這只是說明有液態(tài)水存在的可能性，滿足了生命存在的基本條件。如果要適合人類生存還必須要擁有一個(gè)理想的大氣環(huán)境，如氧氣、氮?dú)狻⒍趸嫉葰怏w的比例、臭氧層的厚度、理想的大氣壓強(qiáng)，還要有固態(tài)內(nèi)核以及巖石表面。目前這些信息尚未可知。

其次，Kepler-452b距離我們1400光年，這個(gè)距離是地球生命無法承受之痛！前不久飛掠冥王星的“新視野號(hào)”是人類目前最快的飛行器，速度達(dá)到6萬公里/小時(shí)，飛到那里要花2500萬年！看來無論如何，移居到那里去是癡人說夢(mèng)了，至少現(xiàn)在絕無可能。

那么那里會(huì)不會(huì)有智慧生物呢？Kepler-452b比地球老10億年，按照我們對(duì)行星演化及生命進(jìn)化的理解，這個(gè)可能性是存在的。如果我們大膽猜想那里存在比人類更高級(jí)的生物。他們可能在數(shù)萬年前就發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡、無線電、計(jì)算機(jī)……假如1400年前他們向空中發(fā)射過無線電波，那么今天的地球人說不定就有這個(gè)可能收到他們的信號(hào)。反過來，如果我們主動(dòng)聯(lián)系他們，今天發(fā)射一束問候電波給他們，假定他們收到后立刻回復(fù)“在”，我們則需要2800年后才能收到?？磥?，當(dāng)前比較靠譜的做法是讓我們地球上的大型射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)Kepler-452b行星仔細(xì)聆聽，說不定有意外驚喜哦！

后記：幾千年來，人類文明一直試圖回答一些終極問題：我們從哪里來？又將到哪里去？我們?cè)谟钪嬷惺枪陋?dú)的嗎？正是這些問題促使人類文明不斷進(jìn)步，科技不斷發(fā)展，地球在宇宙中的“地位”卻不斷降低?，F(xiàn)在唯一能讓我們沾沾自喜的或許只剩下“我們是宇宙唯一有生命的星球”。隨著越來越多“第二個(gè)地球”的發(fā)現(xiàn)，或許在不久的將來，我們就會(huì)聽到來自宇宙深處的問候，到那時(shí)候，人類文明又將邁入一個(gè)新紀(jì)元。