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TUhjnbcbe - 2023/8/18 22:47:00

发表在《英国皇家学会会刊》上的一篇论文显示,瑞典的一组研究团队通过新的方法对人类已经发现的系外行星进行了重新调查;

从中间筛选出来了45颗系外行星,它们不仅和地球的质量相差无几,更重要的它们的大气成分也和地球类似,而且绝对可以肯定的是,在它们上面可以维持液态水的存在。

如果这项研究没有出错的话,这45颗系外行星,你在脑海里想一下,它们跟你在太空中看到的地球是一模一样的;

有着蔚蓝的大海、白色的云朵、清澈的大气,差不多和地球一样的重力加速度,你完全分辨不它们出和地球有什么不同。

当你降落在这些星球的内部,也许能看到不同,它们有可能没有生命存在的迹象,整个星球一片汪洋;

不过根据我们以往掌握的知识,什么元素的形成过程、化学性质、生命存在的必要条件和机制,你很难想象一个和地球一样环境的星球毫无生机。

因此在很大程度上你应该能在上面看到非自然形成的大型建筑,到了夜晚整个星球灯火通明。它们是外星土著。

这时的你,很可能会被当作外星侵入者,邀请去“做客”。

近些年来,相信你深有感触,我们人类在对待外星生命这件事上比上世纪显得更加谨慎了,你看上世纪,我们动不动就往外太空故意发射无线电信号;

例如美国的阿雷西博天文台,有一个直径米的球面射电望远镜,它以前是地球上单口径最大的无线电望远镜,后来被我国口径米“天眼”超越了。

年,为了庆祝建成10周年,它就像远在2万5千光年之外的球状星团M13发射了一串信号,信号的大致意思就是:

外星兄弟,你好,我们是人,你看我们的身体结构是这样的,你看我们的位置在这里,有没有兴趣做个朋友哇!

M13这个星团的恒星密度是非常大,科学家认为里面存在外星生命的几率还是挺高的,所以选择向这个星团发射信号,不过这个信号被外星生命接受到,然后再给我们回信息,至少也需要5万年的时间。

不过这样主动暴露自己的行为,未来很有可能换回来的不是:你好!而是庞大的星际舰队。

我们除了喜欢给外行星发射信号以外,还喜欢给外星生命送上薄礼,例如上世纪70年代,我们发射的旅行者号,上面就有一份包含了人类大量信息的唱片。

目前这些信息已经被送到了距离地球亿公里外的星际空间。也许这份礼物,还回来的也是庞大的星际舰队。

所以说,在人类主动联系外星生命之后,有很多的科学家都在阻止这种愚蠢行为,最有代表的就是霍金。

进入21世纪,众多科学家们不仅坚信外星生命的存在,在他们的心里也相信所谓的“黑暗森林法则”。

所以我们现在很少,或者是干脆不再主动联系外星生命,觉得这样没意义,而且还挺危险的。转而将工作的重心放在了寻找适合人类生存的系外行星上。

这个工作干起来十分困难,主要是因为行星自身不发光,或者只能反射微弱的可见光,或者本身会发出微弱的红外光。

不过由于距离太过遥远,通过对系外行星的直接观测的几率非常小,我们只能通过简介的方式对它们进行发现和性质的研究。

像是NASA之前发射并且已经退役的开普勒望远镜,以及年接替其工作的TESS望远镜,都是干这件事的,它们都是能在近红外波段工作的望远镜。

我们很早就根据对自己太阳系的观测研究,建立了一个行星系诞生的科学模型,只要在宇宙空间中有一团包含着各种重元素的分子云,它们就能成为一个行星系诞生的地方。

首先这团冷分子云会在自身引力的作用下坍缩成为一个原始的行星盘;在这个过程进行的同时,分子云内局部区域密度较高的地方就会吸引更多的物质;知道在某一个地方物质率先聚集的足够多,点燃了核聚变,恒星就诞生了;恒星的诞生就为这个原本混乱的场所提供了一个引力的中心,使得原行星盘开始在中心引力的作用下运动逐渐变得规律起来;而行星就在行星盘中因为密度不均匀形成了。以上行星系形成的理论是否正确呢?完全OK,因为我们已经在宇宙中通过红外或微波/无线电波段看到了行星系形成时的原行星盘,而且也在其中看到了行星盘的“间隙”,这些间隙就是行星诞生和运动的过程。

观测证实了我们关于行星系形成的理论是正确的,刚形成的行星由于还未冷却,我们可以在长波段下看到它们。

但如果一个已经成熟的行星系,例如我们太阳系,行星已经完全变得冷冰冰,我们又如何看待它们呢?主要有两个方法:

行星凌日:行星会在一定周期内通过自己母恒星的盘面,我们就会看到其母恒星微弱的光度变化,根据其运动周期,再根据母恒星的质量,就可以算出这颗行星的质量,半径、距离等一些轨道参数。

恒星摆动法:一些大质量行星绕着自己母恒星运行的时候,会导致母恒星也会绕着它们共同的质心旋转,这样我们就能观察到母恒星的光谱在一定的周期内发生红移和蓝移。然后算出一些相应的参数。

这就是我们以往发现和研究系外行星的方法,可以知道它们质量、母行星的性质、轨道距离,从而判断出它们是否拥有自己的大气、是否处在母恒星的宜居带等等。

通过以上的方法我们已经发现了超过3颗系外行星,这其中绝大部分行星的质量都要大于地球1倍或者2倍,且体积基本上介于天王星和海王星之间,这些行星就是“超级地球”。

当然也有一些类似于木星的气体巨人,甚至比木星还要大。还有一个有趣的发现就是,绝大多数的系外行星并不像太阳系这样十分的规整,内部四颗岩石行星,外部四颗其他巨行星。

在外行星系中,任何一颗行星,哪怕是一颗质量很小的岩石行星都有可能在任何的距离上绕着母恒星运行,也有一些气态巨行星离自己的母恒星非常近,啥情况都有。

以前我们研究系外行星是否适宜居住,主要就是看它的质量,以及它是否处在了母恒星的宜居带,然后就判定它是否是所谓的“地球2.0”。

这样的方法存在很大的缺陷,也不够准确,而这次发表新论文的研究人员他们通过研究行星大气的光谱分析出了行星大气的成分、根据行星大气逃逸的速度,也就是利用气体动力学研究了行星的引力、以及大气温度。

看它们的到底与地球的形似程度能有几分。

利用以上的方法科学家首先分析了以前我们认为可能宜居的55个系外行星,发现里面只有17个符合新标准,然后分析了其他以前认为不宜居的星球,发现了28颗新行星符合标准。

这样利用新的科学手段,科学家就从以往的数据中筛选出了45颗类地行星。它们的质量、大气成分、温度和地球不相上下,有液态水以及合适大气温度,有一样的重力加速度,它们就是“地球”。

你可能会问,找这些星球有何用?

其实就算我们已经确定了这些星球能够支撑生命,但是我们也没有任何办法证明上面就有生命。只能完全靠猜测。

不过,寻找这些宜居星球可以让我们知道,在宇宙中像地球这样的摇篮不止一个,十分普遍。说明地球并不特殊,只不过是众多偶然中的一个。

其次,找这些星球可以为人类的未来未雨绸缪,现在我们无法进行星际旅行,移民,但未来一定可以,而地球总有一天会不再适合生存,导致我们可以根据人类对年对系外行星的研究,选出一些最适合居住的星球移民。

就像是《星际穿越》里演的那样。

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