蔡如鵬

盡管新發(fā)現(xiàn)的這顆行星充當“人類未來家園”的現(xiàn)實可行性極為渺茫，但這是朝尋找宇宙生命道路上邁出的重要一步

這一次，歐洲人領(lǐng)先了。4月底，他們搶在美國天文學家之前宣布，人類首次發(fā)現(xiàn)了一顆體積和表面溫度與地球相似的太陽系外行星。這顆被不少媒體稱之為“第二地球”的星球，雖然個頭不大，但卻給歐洲天文學界賺足了臉面，因為“它上面很可能有液態(tài)水存在”。

不過，不留情面的天文學家也大有人在。他們認為現(xiàn)在就說那里適宜人類居住，還為時過早——同它與地球20.5光年的距離相比，這顆行星充當“人類未來家園”的現(xiàn)實可行性似乎更為渺茫。

但畢竟，這是一個重要的“第一次”。瑞士日內(nèi)瓦大學天文學家米歇爾?邁耶說：“這是朝尋找宇宙生命道路上邁出的重要一步，毫無疑問是一項重大發(fā)現(xiàn)，但由此也產(chǎn)生了一系列疑問。”

溫度適宜的類地行星

這顆行星正圍繞一顆比太陽小、溫度比太陽低的紅矮星Gliese581運行，因此被命名為Gliese581C。它是至今發(fā)現(xiàn)的太陽系外行星中最輕的一顆，其質(zhì)量與地球最為接近，僅為地球的5倍。在宇宙大大小小的星體中，可以說，與地球?qū)儆谕恢亓考?。天文學家推測，如果Gliese581C與地球一樣，也是巖石結(jié)構(gòu)，那么它的直徑應(yīng)該是地球的1.5倍，如果是個冰球，直徑會更大一些。

天文學家認為，Gliese581C應(yīng)該擁有大氣環(huán)境，不過大氣成分還有待進一步研究。如果它的大氣太厚，那么其表面溫度會高得令人咋舌。但發(fā)現(xiàn)這顆行星的歐洲天文學家還是樂觀地預(yù)測，其表面溫度估計在零攝氏度至40攝氏度之間，與地球表面溫度相當。

如果Gliese581C的表面溫度真與地球相似，那將是一個可以載入天文學史冊的重大發(fā)現(xiàn)。

在此前發(fā)現(xiàn)的太陽系外行星中，它們的表面溫度要么高得離譜，要么低得離譜，與地球上的相差甚遠。美國宇航局天體生物學家克里斯?麥凱說：“這一點可能非常重要。雖然適宜的溫度并不能代表生命的存在，但卻意味著它可能是一顆潛在的適宜人類居住的星球。”英國媒體甚至報道說，這顆行星可能與地球一樣，有山巒、丘陵和海洋。

Gliese581C是由一個11位科學家組成的研究小組發(fā)現(xiàn)的，他們來自瑞士、法國、葡萄牙等歐洲國家。發(fā)現(xiàn)者之一、里斯本天文臺的澤維爾?龐菲爾斯說，在此之前，這個研究小組已經(jīng)觀測了大約100顆不同的恒星，最終才找到了紅矮星Gliese581旁邊的這顆小行星。

紅矮星也是恒星的一種，一般能量低、體積小，釋放出的光也比太陽這類恒星要弱，但壽命比較長。Gliese581是距離太陽系最近的100顆恒星之一，但它的質(zhì)量不足太陽的1/3。

事實上，這個研究小組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了Gliese581星系的3顆行星。第一顆行星在2005年被發(fā)現(xiàn)，其質(zhì)量與海王星相似，繞Gliese581公轉(zhuǎn)一周的時間是5.4天。此外，在發(fā)現(xiàn)這顆類地行星的同時，還發(fā)現(xiàn)了一顆質(zhì)量是地球8倍的行星，它繞Gliese581公轉(zhuǎn)一周的時間是84天，而Gliese581C公轉(zhuǎn)一周需要13天。

新行星是由安放在智利的歐洲南方天文臺太空望遠鏡發(fā)現(xiàn)的。研究小組已經(jīng)把這一研究成果提交給了《天文學與天體物理學》雜志，但論文還尚未刊登出來。

紅矮星帶來突破

迄今為止，天文學家已經(jīng)在太陽系外發(fā)現(xiàn)了大約220顆行星，其中只有7顆結(jié)構(gòu)與地球類似。在這7顆類地行星中，除了Gliese581C，有2顆非常寒冷，剩下4顆由于距離其恒星太近而幾乎沒有存在生命的可能性。

有消息說，天文學家已把Gliese581C列為尋找外星生命計劃的主要研究對象，它很可能將成為歐洲航天局達爾文計劃鎖定的目標。達爾文計劃將于2010年左右啟動，目的是在太陽系外尋找生命。

目前，人類尋找地外生命的主要途徑就是搜尋與地球相似的行星。然而，這一工作卻困難重重。因為行星本身不發(fā)光，只反射恒星的光芒，體積又比較小，再加上幾十、幾百光年的距離，實在是考驗天文學家的“視力”。

但最讓天文學家頭疼的還不是這些，而是恒星那耀眼的光芒——它們讓行星變得黯然失色。打個比方，這就像是在其他星球上觀測太陽系，要從太陽的光芒中分辨出地球，而前者的亮度是后者的100億倍，難度可想而知。

無法直接觀測到，天文學家開始考慮一些間接的辦法。恒星與行星之間的運動模式并不是簡單的“行星繞著恒星轉(zhuǎn)”，而是兩者圍著它們共同的質(zhì)心繞行，就像兩個手拉手的人轉(zhuǎn)圈跳舞一樣。只不過恒星的質(zhì)量比行星大得多，所以它看上去就像沒動一樣。

在行星的牽引下，恒星規(guī)律性的繞轉(zhuǎn)會使它發(fā)出的光線發(fā)生周期性的擺動，這被天文學家稱之為多普勒擺動。觀察恒星光譜這種微小的擺動，就能推斷附近必有一個看不見的行星在牽引它。很顯然，行星質(zhì)量越大、離其恒星越近，多普勒擺動的效果就越明顯。因此，目前天文學家發(fā)現(xiàn)的太陽系外行星絕大部分是與木星相似的巨型氣態(tài)行星，質(zhì)量巨大，并不適宜生命的存在。

但這并不表示其他恒星周圍的行星真的大多是類木行星，只是依靠多普勒擺動天文學家很難發(fā)現(xiàn)類地行星，因為它們太小，而且離恒星不可能太近。觀察凌星現(xiàn)象是目前尋找類地行星的主要途徑。

當一顆行星經(jīng)過其恒星表面時，雖然行星本身不能被直接看到，但它引起的凌星現(xiàn)象會使恒星的光芒減弱，結(jié)束后光度又會恢復(fù)正常。此前，天文學家曾對很多與太陽類似的恒星進行過觀察，希望看到凌星現(xiàn)象，但都無功而返。原因還是因為這些恒星發(fā)出的光芒太耀眼了。

幾年前，天文學家還沒有注意到光芒較暗的紅矮星，認為這類恒星不可能有類地行星。領(lǐng)導(dǎo)發(fā)現(xiàn)Gliese581C的瑞士日內(nèi)瓦大學天文學家斯蒂芬妮?尤德里說，眼下歐洲天文臺的望遠鏡將90%的時間都用于尋找類似于太陽這樣的恒星。Gliese581C的發(fā)現(xiàn)肯定會讓他們調(diào)整手中望遠鏡的方向——太陽系附近的恒星中約80%是紅矮星。

有水的證據(jù)尚不充分

天文學家告訴我們，任何踏上Gliese581C行星的人都會很快變重，它的地心引力是地球的1.6倍。站在這顆行星上抬頭看，其所圍繞的紅矮星將以比我們的月球大20倍的樣子懸掛在空中，并且不會像我們的太陽一樣“東升西落”，因為這顆行星的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)同步——Gliese581C行星每13天就繞其恒星公轉(zhuǎn)一圈。如此一來，它的一側(cè)總是處于被日光照射的狀態(tài)，另一側(cè)卻黑暗無光。

這只是一種推測，是否準確尚不得而知。

就目前來說，派飛行員去這顆星球是不可想象的：地球上目前最快的飛行器要飛到這顆星球也需要幾十萬年時間。天文學家現(xiàn)實的做法就是通過觀測儀器來盡可能多地了解這顆星球，以回答“生命在宇宙間是否普遍存在”這一問題。

在接受媒體采訪時，尤德里推測，除了溫度與地球類似外，Gliese581C表面很可能還流淌著液態(tài)水。不過，他承認這一推理僅僅是依據(jù)行星形成理論而非直接證據(jù)做出的。

研究小組成員之一、法國格勒諾布爾大學天文學家澤維爾?德爾弗希在一份聲明中表示：“眾所周知，液態(tài)水是生命存在的必備條件。鑒于其溫度和相對位置，這顆行星最有可能是未來搜尋地外生命的重要目標。在茫茫宇宙的寶庫圖中，我們會用‘X把這顆行星標示出來?！?/p>

一些天文學家認為，目前就下Gliese581C存在液態(tài)水的結(jié)論還為時尚早。美國宇航局退休天文學家、美國天文學會發(fā)言人史蒂夫?馬蘭說：“在確定它有水或沒水之前，還需要做更多的研究。你不要想當然地認為，在向那里派出宇航員后，他們將會找到返回地球所需要的足夠的水?！?/p>

“Gliese581C的表面溫度適合液體水存在，與那里有沒有水是兩回事。”北京大學地球與空間科學學院焦維新教授說：“新行星離地球有20光年的距離。那么遠的地方我們根據(jù)地面觀測，就斷定它含有多少液體水是不現(xiàn)實的。人類的技術(shù)還沒有達到那種程度?！?/p>

英國著名天體物理學家史蒂芬?霍金似乎也有意潑涼水。他說：“我設(shè)想(宇宙中)會有與地球一樣的行星，但那里是否有生命則是另一回事情?！?/p>