地球的冒牌親戚

簡(jiǎn)麗莎

美國科學(xué)家稱他們?cè)谔栂抵庹业搅艘活w與地球非常相似的行星——開普勒69c。一部分擁有技術(shù)而又多金的人開始籌劃著移居到那兒去。因?yàn)榈厍驓鉁卦絹碓礁?，海冰不斷融化，空氣污染加劇，物種不斷滅絕，地球已經(jīng)越來越不適宜居住了。

經(jīng)過縝密的計(jì)劃和準(zhǔn)備，他們滿心歡喜地登上了前往開普勒69c的飛船，每個(gè)人都想著終于可以逃離地球這個(gè)鬼地方了。然而，當(dāng)他們到達(dá)開普勒69c上空時(shí)，所有人都失望至極——開普勒69c還不如地球，那里的高溫簡(jiǎn)直可以把人烤熟！

當(dāng)然，這不過是一個(gè)虛構(gòu)的故事，但開普勒69c是真的存在的。這顆星球被發(fā)現(xiàn)與2013年，距離地球2700光年，大小是地球的1.7倍。

剛開始，科學(xué)家們猜測(cè)這顆行星位于宜居帶中，并且是巖石行星，與地球有相似之處，比如擁有板塊構(gòu)造、大氣層，可能還有液態(tài)水。而從公轉(zhuǎn)周期來看，開普勒 69c的公轉(zhuǎn)周期為242天，與地球的公轉(zhuǎn)周期雖然有差別，但是這足以使星球之上形成鮮明的季節(jié)變化。所以天文學(xué)家們認(rèn)為開普勒69c是與地球最相似的超級(jí)地球。

但是后來的研究卻讓科學(xué)家們的心情像坐過山車一樣——開普勒69c可能悶熱異常，其環(huán)境可能類似于金星，所以它不是超級(jí)地球，而是顆超級(jí)金星。

被錯(cuò)認(rèn)的超級(jí)地球

開普勒69c不是唯一被認(rèn)為最像地球的行星，因?yàn)閷ふ乙司拥某?jí)地球并非易事，近幾年，科學(xué)家們就經(jīng)歷了多次心理落差，因?yàn)樗麄兒脦状伟呀鹦堑挠H戚超級(jí)金星錯(cuò)當(dāng)成了地球的兄弟、姐妹、表哥、表姐。

2014年，澳大利亞的研究人員在格利澤832恒星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了一顆行星——格利澤832c。格利澤832c位于宜居帶內(nèi)，與恒星的距離很近，但是由于格利澤832本身是顆紅矮星， 所以格利澤832c接收到的陽光與地球接收到的量相似，因此研究人員認(rèn)為這顆行星可能有液態(tài)水。此外，格利澤832c個(gè)頭比較大，質(zhì)量更是地球的5倍，這意味著格利澤832c可能有大氣層，其溫度可能與地球類似，可能還存在季節(jié)性變化。它也因此被認(rèn)為是最像地球的超級(jí)地球，被稱為“地球2.0”。

格利澤832c“地球2.0”的稱號(hào)可能是徒有虛名的，它的質(zhì)量之大，足以讓它維持一個(gè)濃厚的大氣層，并且其自轉(zhuǎn)一周僅有36天。這意味著，這顆行星的溫度遠(yuǎn)比地球溫度要高許多，而且會(huì)越來越高。它也因此被劃入了超級(jí)金星的名單。

2015年，美國宇航局的科學(xué)家又有了一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)，他們?cè)?9光年之外的船帆座發(fā)現(xiàn)了一顆大氣富含氧的行星，這就是格利澤1132b。它從未被冠以超級(jí)地球之名，但是大氣富氧意味著這顆行星上有水的可能性很大。此外，雖然格利澤1132b離其母恒星很近，但是它可能被潮汐鎖定了，因此始終一個(gè)半球面向恒星，兩個(gè)半球處于冰火兩重天的狀態(tài)，但冷熱之間地帶的溫度可能界于炙熱和寒冷之間，所以那里的溫度可能相對(duì)適宜，這里可能適合生命生存。

但很遺憾的是，研究人員隨后發(fā)現(xiàn)，這顆行星的軌道周期僅1.6天，這意味著它非常靠近恒星，接收的熱量非常多，據(jù)估計(jì)它的表面溫度在230℃左右。而格利澤 1132b濃厚的大氣層還會(huì)持續(xù)地將熱量鎖在大氣層內(nèi)，使行星不斷升溫。所以，格利澤1132b應(yīng)該是一顆超級(jí)金星。

科學(xué)家的無奈

但是科學(xué)家為什么會(huì)犯這種錯(cuò)誤呢？科學(xué)家表示很無奈，為自己喊冤——“不是我們不想看準(zhǔn)點(diǎn)，實(shí)在是技術(shù)跟不上??！”

以目前的技術(shù)，科學(xué)家們只能用太空望遠(yuǎn)鏡大致了解系外行星的情況，因此許多時(shí)候科學(xué)家只能靠有限的信息來推測(cè)行星的大概面貌。那么，要如何確定一顆行星是否是超級(jí)地球呢？

首要條件是這顆行星是否位于宜居帶內(nèi)。宜居帶內(nèi)的行星與恒星有一個(gè)相對(duì)安全的距離，這個(gè)安全距離使行星表面能夠維持水的液態(tài)形式。但是宜居帶邊界到底在哪里呢？科學(xué)家并不十分確定。也就是說宜居帶其實(shí)只是個(gè)大概的范圍，那么，宜居帶邊緣一些原本不應(yīng)屬于宜居帶的行星可能會(huì)被劃入宜居帶內(nèi)，而一些屬于宜居帶的行星卻被排除在宜居帶之外。恰巧，超級(jí)金星通常就位于宜居帶的內(nèi)邊緣。

另外，大小和結(jié)構(gòu)也是重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。超級(jí)地球的半徑通常在地球半徑的0.8到4倍之間；中心是巖石核心，外層包裹著巖石和其他成分，還要有大氣層。而超級(jí)金星的半徑通常是地球的2倍左右。而由于位置比較靠近恒星，因此超級(jí)金星只能是巖石行星，并且據(jù)觀測(cè)，它們可能也有大氣層。正因?yàn)槌?jí)地球和超級(jí)金星很相似，所以它們才會(huì)被錯(cuò)認(rèn)。但是事實(shí)上，由于距離遙遠(yuǎn)，我們很難確認(rèn)這些行星的組成和大氣成分，那些被發(fā)現(xiàn)的行星很可能與我們所想的千差萬別。

可能有人會(huì)說，超級(jí)金星的位置明明比地球更靠近恒星，為什么科學(xué)家沒有考慮到這一點(diǎn)？

我們都知道，金星被稱為地球的“姐妹星”，科學(xué)家認(rèn)為，在很久以前，太陽活動(dòng)沒有那么強(qiáng)烈時(shí)，金星上是有水的，隨著太陽越來越熱，金星上的水才被完全蒸發(fā)。隨著太陽的演變，未來金星會(huì)被太陽吞噬，而那時(shí)地球?qū)⒑同F(xiàn)在的金星一樣炙熱無比。所以超級(jí)地球的溫度高是可以理解的——可能是它們的恒星已經(jīng)開始變熱變大。

正是根據(jù)這些模糊的證據(jù)和依據(jù)原有知識(shí)的推測(cè)，科學(xué)家判定哪些行星是超級(jí)地球。但這些不完全確定的數(shù)據(jù)，很容易誤導(dǎo)科學(xué)家。

新型類地行星的啟示

雖然一些所謂的超級(jí)地球變成了超級(jí)金星，但是科學(xué)家們還是很興奮的，因?yàn)槌?jí)金星在某些極端的情況下，可能是未來地球的寫照。通過研究超級(jí)金星，他們可以預(yù)測(cè)地球未來的命運(yùn)。

盡管人類活動(dòng)導(dǎo)致地球大氣中二氧化碳含量不斷增加，對(duì)溫室效應(yīng)起到了推波助瀾的作用，但是即使沒有人類的影響，地球未來也會(huì)越來越熱。因?yàn)楦鶕?jù)我們對(duì)恒星演變的了解，太陽在大約10億年之后，將會(huì)比現(xiàn)在亮10%左右，而幾十億年之后太陽將會(huì)變成一顆紅巨星，在這個(gè)過程中地球表面溫度不斷上升，水慢慢被蒸發(fā)，地球上的生物會(huì)漸漸死去，最終變成一顆毫無生氣的死星。不過這只是個(gè)大概的過程，其中的細(xì)節(jié)我們還不完全清楚，而通過對(duì)同樣位于宜居帶，同樣是巖石行星的超級(jí)金星的研究，我們可以從它們身上看到地球走向滅亡的詳細(xì)過程。

此外，作為一種新型的行星，對(duì)超級(jí)金星的了解，有助于我們了解位于宜居帶中不同類型的類地行星，為辨別哪些行星上可能有外星生命，哪些星球更宜居積累更多經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。