外星人搜寻者记笔记啦:系外行星是否存在生命有这些关键的标准。
年,天文学家亚历山大·沃尔兹森和戴尔·弗雷正在观测一颗距地球约光年的脉冲星时,他们注意到了一些奇怪的地方。这颗脉冲星发出的脉冲光线通常情况下具有规律的拍频节律,这时却似乎跳过了一个拍频。
脉冲光线“脱拍”的背后原因的研究导致了一个可能改变天文探索过程的发现:有两颗行星正在围绕着这颗脉冲星运行。
这是第一颗在我们太阳系外发现的行星。因此,对于系外行星的研究以及对于可能存在类似地球上生命的行星的搜寻开始了。
那么,对于生命的存在而言,需要哪些关键的因素呢?《天文在线》杂志与专家们进行了交谈,以找出他们认为宇宙中其他地方适宜居住的关键因素。
图解:天文学家找到的可能宜居的系外行星与地球、火星、木星及海王星的比例。其中每颗行星的下方分别为与地球之间的距离(括号内,单位:光年)
和其名字。图源:PHL
系外行星有多少?
目前为止,我们知道了约颗系外行星各自正围绕着各种类型的恒星运动,又有多颗疑似的系外行星正在等待确认。
对于系外行星的探索要归功于美国国家航空和航天局的开普勒任务及凌日系外行星探索卫星任务。开普勒任务对恒星系统进行近景拍摄放大以研究是否有行星在其宜居带运行,而凌日系外行星探索卫星任务探索颗天空中最亮的恒星。
之所以有这些探索,是因为我们有着这样的愿望,即我们可能发现与我们生存的世界相似的世界—换句话说,可能支持生命存在的世界。以上这些探索可能最终会回答这样一个问题:我们在宇宙中是否是孤独的?
但是,对于这些遥远的行星来说,究竟什么是宜居的,或者更深刻地说,生命是什么样的,是天文学中最热门的辩论之一。
(争论的)部分原因是因为我们目前(在宇宙中)是孤独的。乔治亚理工学院物理系的研究员比利·夸尔斯说:“我们只有一个例子可以证明我们对其他行星的期望是可信的。”
夸尔斯告诉《天文在线》杂志:“关于我们应该期望什么已经有很多辩论了,但是最简单的是寻找我们所知道的。”
系外行星需要一个大气层
对于一颗系外行星,科学家试图进行检测的第一个指标为是否存在大气层,及如果存在大气层,其成分组成。行星学会的行星地质学家艾米莉·拉克达瓦拉告诉《天文在线》杂志:“你需要做的最重要的事情是获取大气层组成的更优质的信息”
行星的大气层必须足够厚,以传递热量并提供绝缘。夸尔斯说:“比如,如果地球没有大气层,那么地表温度将低至零下20摄氏度。”
地球的大气层是使其较之于邻近的金星宜居的原因。尽管这两颗行星有很多相似之处,但金星无法维持生命,因为其大气层(主要是二氧化碳,氮气和硫酸)使其成为太阳系中最热的行星。
但拉克达瓦拉说:“对于距离地球很远的系外行星来说,很难掌握其大气层的组成...没有太多的行星能让我们获得足够的信号...改进现有的工具将是进一步探索宇宙生命的‘良好的第一步’。”
系外行星需要水
当一颗行星处于其主恒星的宜居带时,就意味着该行星距主恒星距离足够远,能够远离主恒星的热,并且距离太空的极度寒冷足够近,能够使液态水存在于地表。这种既不太热又不太冷的微妙的平衡给予了这个特殊区域另一个称呼:“戈尔德洛克区”。
在地球上,水起着一种溶剂的作用,这意味着它溶解其它的物质,使它能够转运化合物,矿物质及其它构造生物的分子。
地球是目前唯一被证实有液态水流经的天体。
但是,拉克达瓦拉指出,虽然水可能是最好的溶剂,但它并不是唯一的溶剂。长期以来,科学家一直怀疑,土星最大的卫星土卫六上可能存在生命,尽管其液体中充满了甲烷和乙烷而不是水,但仍可能支持某种形式的基于甲烷的生物的存在。
系外行星需要一个能量来源
位于戈尔德洛克区内的系外行星受到了很多