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“地外兄弟”你在哪里?

2015-09-10 07:22:44
大自然探索 2015年11期
關(guān)鍵詞:外行星射電太陽系

一石激起千層浪,上個世紀(jì)中期廣為流傳的“外星人來到地球”、飛碟或UFO又要沉渣泛起,飛揚(yáng)開來了。

20世紀(jì)中期,伴隨著空間科學(xué)的興起,不僅外星飛船、外星人降臨地球等科幻故事卷土重來,還“捧出”一個諾貝爾獎獲得者。1967年7月,英國劍橋大學(xué)射電天文臺建成了一架波長為3.7米的射電望遠(yuǎn)鏡。到了同年10月,這架射電望遠(yuǎn)鏡已接收到幾大盤觀測資料。安東尼·休伊什教授帶領(lǐng)的年輕女研究生喬斯林·貝爾在分析這些資料時,發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象:每到午夜時分就接收到一個射電信號,它按時到來,從不缺席。貝爾想,它不是從太陽上來的,因為午夜時分天空沒有太陽;它也不可能來自地面的移動目標(biāo),因為它每隔23小時56分鐘就出現(xiàn)一次,這是地球的自轉(zhuǎn)周期。這暗示這個射電信號來自地球以外的宇宙空間,而且來自天空的同一方向——狐貍座方向。然而,經(jīng)過仔細(xì)尋找,卻未發(fā)現(xiàn)狐貍座方向有可供觀測的射電源。射電源的一個個可能來源被否定后,貝爾茫然了,于是她向?qū)熜菀潦步淌谇蠼獭?/p>

休伊什教授決定和她一起用高速記錄儀進(jìn)一步研究這個奇怪信號。研究表明,射電信號清楚地顯示出極其準(zhǔn)確、極其穩(wěn)定、很規(guī)則的精細(xì)時間框架,周期為1.337秒,就像一架頻率十分穩(wěn)定的無線電臺發(fā)射的信號。當(dāng)時社會上風(fēng)行外星人與地球人對話的故事,故事中的外星人具有高度文明,非常聰慧,依靠腦力勞動,很少做體力勞動,因此他們的大腦很發(fā)達(dá),身材很矮小,眼球凸出,像個怪物。他們也不像地球人那樣,依靠綠色植物為食,而是利用星光的能量自己制造食物,因此它們像植物那樣皮膚呈綠色。這種外星人有兩個顯著特點(diǎn),一是“小”,二是“綠”,所以他們被稱為“小綠人”。休伊什教授相信有“小綠人”存在。

1967年7月~1968年1月,貝爾接收到4個射電信號。休伊什教授認(rèn)為它們都是“小綠人”發(fā)來的電報,并且將它們編為“小綠人一號”“小綠人二號”“小綠人三號”和“小綠人四號”。他還花費(fèi)時間探索“電報”的密碼,以求破譯它,以便與“小綠人”聯(lián)系。后來,他卻又懷疑它們是“小綠人”拍發(fā)的電報的可能性:“小綠人”為什么會使用同一波長發(fā)射電報呢?是巧合,還是“小綠人”的假設(shè)有問題?在慎重考慮之后,他否定了“小綠人”的假設(shè)。

拋開“小綠人”假設(shè)后,休伊什把這種新天體命名為“脈沖射電源”,并在英國著名的科學(xué)刊物《自然》上發(fā)表了。這一發(fā)現(xiàn)立刻引起天文學(xué)界和物理學(xué)界的轟動,各國天文臺和物理研究所紛紛對此展開研究。到1968年底,脈沖射電源增加到23個,1974年達(dá)到132個,1986年增加到443個。由于影響巨大,這一發(fā)現(xiàn)被譽(yù)為“20世紀(jì)60年代天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)之一”,休伊什因此獲得了1974年諾貝爾物理學(xué)獎。

當(dāng)然,這一事件與地外生命沒有直接聯(lián)系,但它間接地推動了地外生命的研究。當(dāng)時,天文學(xué)家一方面研制大型觀測設(shè)備,在地面上尋找地外生命,另一方面又從理論上研究宇宙生命可能的藏匿地。但宇宙茫茫,何處是我們的“地外兄弟”的藏身之所?宇宙中,僅是我們的銀河系就有1500億~2000億顆恒星,銀河外面還有千千萬萬個河外星系。宇宙如此之大,星球如此之多,我們的地外兄弟可能藏在什么地方呢?天文學(xué)家經(jīng)過研究認(rèn)為,宇宙中恒星雖然不少,但恒星表面溫度很高,例如太陽表面就有近6000℃的高溫,不要說存在生命,就是鋼鐵到了那里也會熔化成為“鐵水”。這樣的高溫區(qū)域絕不可能允許生命存在!生命只能存在于溫度適宜的行星上,而且也不是所有行星都適合生命生存。

所謂“行星”,本是指太陽系中在太陽引力作用下環(huán)繞太陽運(yùn)行的天體。太陽系內(nèi)共有8顆大行星,按照它們到太陽的距離,由近到遠(yuǎn)分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。這8顆大行星的性質(zhì)各不相同,按其性質(zhì)可分為兩類:前4顆體積較小,呈固態(tài)狀態(tài),與地球相似,稱為類地行星;后4顆體積較大,呈氣體狀態(tài),與木星相似,稱為類木行星。誠然,行星不是太陽系的專利,也可能存在于其他恒星周圍。環(huán)繞太陽以外恒星運(yùn)行的天體,被稱為“太陽系外行星”或“系外行星”。有行星圍著轉(zhuǎn)的恒星,被稱為該行星的母恒星。有些母恒星周圍還有不止1顆行星圍著轉(zhuǎn),而是像太陽系那樣,有幾顆行星圍著轉(zhuǎn),構(gòu)成復(fù)雜的系外行星系統(tǒng)。

系外行星也不是單一的,也有“類地行星”和“類木行星”這兩類。大部分系外行星圍著轉(zhuǎn)的母恒星和太陽類似,是天文學(xué)上稱為主序星的恒星。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因,可能是搜尋計劃傾向于研究這類恒星,從而有些忽略了其他類型的恒星。但統(tǒng)計分析顯示,低質(zhì)量恒星一般擁有質(zhì)量低的行星。而迄今為止發(fā)現(xiàn)的系外行星中絕大多數(shù)都是大質(zhì)量的,其中90%的質(zhì)量超過地球的10倍,很多則明顯比太陽系中最重的行星——木星的質(zhì)量還大。這是什么原因呢?是在觀測中的一種選擇性的偏差——所有觀測方法都傾向于尋找大質(zhì)量行星,因此找到的都是大質(zhì)量行星,但這并非意味著只有大質(zhì)量行星。早期發(fā)現(xiàn)的系外行星中,絕大多數(shù)是類木行星,它們的質(zhì)量和體積都比較大,有的半徑甚至超過木星半徑的8倍。還需要指出的是,由于類型不同和性質(zhì)差異,并不是所有系外行星上都有生命存在,生命只能存在于類似地球的“宜居行星”上。所謂“宜居行星”,是指與地球大小相似、與地球有相似的大氣、有滋養(yǎng)和培育生命的水(或冰)以及擁有適宜溫度的行星。

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