DENNIS OVERBYE
American Association for the Advancement of Science
藝術家創作的開普勒62f上日出的效果圖。開普勒62星系中外側的兩顆行星可能是處在適居帶,地表可能存在液態水。天文學家周四表示,他們已經發現了迄今所知宇宙間與地球最相似的星球,這兩顆行星看來具有支持生命存在的能力,它們圍繞一顆距離地球1200光年、位於北方天琴座(Lyra)的恆星運轉。
它們圍繞着一顆發黃色光、較太陽略小略暗的恆星運轉,是五顆行星中最外側的兩顆,在此之前這顆恆星無名,如今在宇宙歷史書上,它將被稱為開普勒62(Kepler 62),以發現它們的美國國家航空航天局(NASA)開普勒太空望遠鏡命名。這些行星差不多大出地球一半,據推測是由岩石構成的球體,表面可能覆蓋有海洋,空氣潮濕,有雲層籠罩,當然所有這些最多不過是一種合理推測。
可能永遠沒人會知道,這些行星上是否有生命存在,人類也很可能只會在快過光速的夢中到達那裡,但這一發現還是讓天文學家欣喜若狂。美國國家航空航天局艾姆斯研究中心(Ames Research Center)開普勒項目負責人威廉·博魯茨基(William Borucki)在描述其中一個新發現的星球時說,在開普勒太空望遠鏡已開展四年的對其他地球的搜尋中,這些是迄今為止最適合“存在外星生命”的星球。他花自己的錢請研究小組成員一起去吃了披薩、喝了啤酒,慶祝這一發現(這可是自動減赤[sequestration]的年代)。“這可是件大事,”他說。
在這兩座行星的星空里,它們可以看到彼此的身影。兩顆行星繞恆星旋轉,距離分別為3700萬英里(約為5950萬公里)和6500萬英里,它們彼此間的距離大約是太陽系水星(Mercury)和金星(Venus)之間的距離。最重要的是,它們的旋轉軌道都在適宜液態水存在的、溫度適中的“古迪洛克帶”(Goldilocks),而液態水對於“我們所知的生命”是關鍵元素。
與它們相比,其他古迪洛克行星望塵莫及。
之前發現的、軌道“適中”的古迪洛克行星所繞行的是紅矮星,這種恆星都要比太陽暗得多、溫度也低得多,科學家對這些星球的大小、質量,甚至於它們的存在本身都不十分確定,哈佛-史密松天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)的戴維·沙博諾(David Charbonneau)說。沙博諾博士的專長是偵測太陽系外行星,也是開普勒項目的成員。
“而這是第一顆全部符合兩項要求的行星,”沙博諾博士說,他這裡指的是最靠外側的行星開普勒62f。“它的大小、溫度都適宜。”開普勒62f大出地球40%,正好在適居帶的中間,一年為267天。在一次採訪中,博魯茨基將它稱為開普勒太空望遠鏡迄今發現的最佳行星。
它的同伴名為開普勒62e,比它略大,大出地球60%,公轉周期為122天,它處在古迪洛克帶內圈邊緣。天文學家說,它的溫度略高,但也可能適宜居住。
開普勒62星系與我們的太陽系相似,在太陽系也有兩顆行星處於適居帶:地球和火星(Mars)。在火星上也曾有水,如果它再大一些,並保留了其初始大氣層,那它如今也會是適宜生命存在的。
這兩顆開普勒62行星延續了過去20年來的一系列突破,期間天文學家探測到了第一批屬於其他恆星的行星,即太陽系外行星,它們是體積超過木星(Jupiter)的熾熱氣團;到能夠辨別越來越小的、溫度較低的星球,例如像海王星(Neptune)那樣的冰球;而現在又發現了質量僅比地球大幾倍的行星,業內稱之為“超級地球”。行星大小很重要,因為我們無法生活在像木星上那樣的、氣體雲的巨大壓力之下。我們所知道的生命形式都需要堅實的土地和液態水,換句話說,就是一個溫和的陸地環境。
開普勒62星系新發現的這兩顆行星還不夠小,因此無法在嚴格意義上被認定為與地球一模一樣,但這一發現結果增強了天文學家已有的強烈信念,即銀河系中充滿數以十億計的地球大小的行星,或許每顆恆星周圍都有一顆,而且天文學家將很快發現他們口中的地球2.0——沐浴在外星太陽光中我們失散多年的雙胞胎。
加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley)長期從事太陽系外行星探測的傑弗里·馬西(Geoffrey Marcy)說,“開普勒和其他一些實驗正在發現的行星,讓我們越來越多地想到我們生存的環境。這是科學領域的一個美妙時刻。我們尚未發現地球2.0,但我們可以感覺到它、聞到它,它就在那裡,我們離這一科學發現近在咫尺。”馬西也是開普勒項目的成員。
由博魯茨基領導的一組60名研究人員,在周四的一篇文章中宣布了這兩顆行星的發現,這篇文章發表在《科學》(Science)雜誌的網站上,他們還在艾姆斯研究中心的一場新聞發佈會上宣布了這一消息。
開普勒項目始於2009年3月,通過關注銀河系一個區域內的15萬顆恆星來尋覓行星,監視它們的亮度,並尋找行星繞過母恆星時引起的波動。迄今為止,開普勒太空望遠鏡已經識別了115顆行星,還有其他2740顆候選。總的來說,世界各地的天文學家目前已經知道了近1000顆太陽系外行星。
開普勒太空望遠鏡的任務期在去年春天被延長了4年,而它現在才剛進入黃金時期,因為至少需要發現三個波動才能開始將這顆行星進行註冊,而像地球這樣的、需要一年時間來完成一次公轉的行星,在開普勒太空望遠鏡記錄的數據中才剛剛開始引發關注。實際上,開普勒太空望遠鏡僅僅記錄了新發現的開普勒62行星的三次公轉周期。
但西格博士和其他研究人員警告說,這其中有一個問題。因為開普勒恆星如此遙遠,其距離達到數百、乃至數千光年,而且我們想要發現的行星是如此之小,天文學家永遠都無法完全確定,任何一個特定行星的成分,及其上面能否居住生命,或是否已有生命存在。
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