核心提示：這顆距離我們42光年遠的星球很可能具有生命所需的液態(tài)水和適宜的氣候，由于質(zhì)量至少是地球的7倍，它被天文學家昵稱為“超級地球”。
《國際先驅(qū)導報》記者 謝來 發(fā)自北京 又一顆類似地球的行星被發(fā)現(xiàn)了。
這顆距離我們42光年遠的星球很可能具有生命所需的液態(tài)水和適宜的氣候，由于質(zhì)量至少是地球的7倍，它被天文學家昵稱為“超級地球”。盡管關于它的信息乃至模樣科學家仍知之甚少，但一顆疑似“宜居”星球的發(fā)現(xiàn)為人類尋找“另一個地球”增添了更多希望。
“軌道簡直可以媲美地球”
“超級地球”名為HD40307g，它所在的星系是繪架座（Pictor）的橙矮星HD40307。相較于我們的太陽，橙矮星HD40307個頭更小，也更加黯淡。但“超級地球”與它的距離剛剛好，相隔約9000萬公里，處在“宜居帶”上。
“宜居帶”是指行星距離恒星遠近合適的區(qū)域。在這一“黃金”區(qū)域中，恒星傳遞給行星的熱量適中，行星表面既不太熱也不太冷，水能夠在地表以液態(tài)存在。同為宜居行星的地球距離太陽大約1.5億公里。
“超級地球”從它的母星接收到的“陽光”只有地球上陽光的2/3，地表溫度可能更低，但是仍然足夠溫暖以致?lián)碛蓄愃频厍虻暮Ｑ蠛蜐駶櫄夂颉Ｋ\行的長軌道也意味著氣候和大氣剛好能支持生命存在。
科學家總共發(fā)現(xiàn)了一組共6顆圍繞橙矮星HD40307運行的行星，“超級地球”就是位于最外圍的一顆，它的位置決定了適應生命存在的特性。而其他幾顆都不在宜居范圍內(nèi)，它們距離母星太遠，表面很難有液態(tài)水存在。
此外，行星如果離母星太近，常有“潮汐鎖定”的風險，指它們由于軌道靠恒星過近或者軌道沒有傾角而永久性地以一面對著恒星，導致一面是火焰般的灼熱一面是無盡黑暗和寒冷。但HD40307g距離恒星足夠遠，從而避免與恒星陷入潮汐力鎖定狀態(tài)。它還圍繞一個自轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)，因此也有規(guī)律的日夜之分，使得其環(huán)境跟地球更相像。
研究的參與者之一，英國赫特福德大學學者休·瓊斯說：“這顆行星的軌道簡直可以媲美地球，增加了可居住的概率。”
距離地球“扔石子的距離”
不過，所有這些令人激動的發(fā)現(xiàn)并不能等同于已經(jīng)找到了宇宙中的另一顆地球，關于HD40307g的信息還存在大量空白，科學家甚至不知道它的樣子，無法確定它是由巖石還是氣體組成。
和觀測恒星不同，由于行星本身無法發(fā)光，而且體積遠遠小于恒星，所以太陽系之外的大多數(shù)行星天體都無法用現(xiàn)有的光學望遠鏡直接“看到”。但只要一個恒星的星系中存在圍繞其運行的行星，由于引力作用它們就會使得恒星發(fā)生輕微晃動或搖擺，科學家便能夠觀測分析恒星的細微變化來推算出它周圍是否有行星，以及行星的數(shù)量、質(zhì)量和可能的軌跡。
此次發(fā)現(xiàn)HD40307g的是歐洲南方天文臺的3.6米口徑望遠鏡上的HARPS（高精度徑向速度行星搜索器），這是一種專用的行星搜索器，能夠探測到由于軌道行星引力牽引導致的恒星輕微晃動。
不過鑒于這種觀測的難度，其準確性還有待證實。兩年前，部分參與此次研究的科學家聲稱他們發(fā)現(xiàn)了一顆處于“宜居帶”的巖態(tài)行星Gliese581g，距離地球大約20光年，圍繞天秤座的一顆恒星運行。但是其他科學家對此表示質(zhì)疑，至今Gliese581g的具體信息都仍未得到證實。
因此這一次，研究團隊的負責人，英國赫特福德大學天體物理學研究中心的米科·圖奧米也格外謹慎，他說：“如果不得不去猜，我會猜50%對50%的可能性。此時此刻的事實是，我們不知道這是一顆大地球還是一顆更溫暖、更小、沒有固體表面的海王星。”假如“超級地球”不是巖態(tài)行星，而是由氣體組成，這顆行星很可能就無法擁有自己的大氣層而難以孕育生命。
對于嚴謹?shù)目茖W家而言，更重要的工作是隨后的確認及收集信息，需要進行更多的觀測來確定它的存在以及確切了解它是什么樣的星球。不過研究人員說，這顆行星距離地球約42光年，在天文學層面只是“扔石子的距離”，今后或許能夠利用望遠鏡直接觀測。
宜居的外星其實并不少
尋找“另一個地球”的探索中，科學家關注的不僅是行星，恒星的特質(zhì)也很重要。
根據(jù)恒星的光強度劃分，太陽及類似恒星屬于黃矮星，不過科學家普遍相信比黃矮星更小的橙矮星才是孕育生命體的天堂。由于橙矮星的質(zhì)量只有太陽的50%到80%，相比起太陽的壽命100億年，它們的壽命也就更長，可達150億至300億年，有更多時間供生命充分進化。
和太陽比較，橙矮星僅有少量的類太陽恒星的耀斑活動，其亮度變化也很小，這都有利于給生命存在提供穩(wěn)定的環(huán)境。而科學家推測此類恒星的數(shù)量是黃矮星的30到40倍。
光強度比橙矮星更低一個等級的恒星是紅矮星，人們過去認為圍繞紅矮星很難存在適合生存的行星。因為紅矮星體積小，亮度暗，提供的能量不足以維持生命。但最新研究表明，數(shù)百億圍繞紅矮星旋轉(zhuǎn)的行星也可能有液態(tài)水存在，這極大增加了找到外星生命跡象的可能性。
圍繞紅矮星旋轉(zhuǎn)的行星面臨的最大問題之一是輻射。紅矮星的可居住區(qū)與母星距離比水星距太陽還近，因此當紅矮星上爆發(fā)耀斑等恒星風暴時，行星會受到大量粒子流的強烈沖擊。這會給暴露在行星表面的一切事物以大劑量的輻射，對生命而言將是致命的。但是，如果是這一行星有磁場，則會提供一些保護。同樣，海洋也有這個功能。
根據(jù)歐洲航天局以102顆紅矮星作為樣本的研究，推測出41%的紅矮星的“宜居區(qū)”中可能存在行星。而銀河系中80%的恒星是紅矮星。這使得宜居區(qū)的數(shù)量實際上或許會增加8到10倍。
前文提到的Gliese581g圍繞的木星就是一顆紅矮星，它所處的位置非常有利于液態(tài)水的存在，表面極可能覆蓋著深厚的水體，它也成為首個太陽系外“海洋行星”最有力的候選者。
太陽系內(nèi)的“宜居”星球
對科學家而言，“潛在宜居”行星是那種可以維持生命存在，但不一定能讓人類生存的星球。其中，液態(tài)水和大氣是兩個最重要的因素。事實上，即便不走出太陽系，也可能發(fā)現(xiàn)適宜生命繁衍的星球。
相較于遙遠的外星系，太陽系內(nèi)的其他星球大都能夠直接觀測甚至派探測器登陸。多年來一直被寄予厚望的是太陽系中與地球最接近的行星——火星。雖然“好奇號”火星車發(fā)回的火星地表影像顯示一片荒蕪，但很多地理學特征暗示著液態(tài)水曾經(jīng)在火星表面流動，有科學家猜測液態(tài)水乃至微生物很可能存在于火星表面以下。當然如今這顆紅色星球依然很難讓人將其和充滿活力的地球聯(lián)系起來，諸多證據(jù)表明遠古時期的火星或許更適宜生命生存。
與火星相比，太陽系的其他行星顯得更加死寂，但是土星和木星擁有的衛(wèi)星中卻可能暗藏生機。
土衛(wèi)二是土星第6大衛(wèi)星，直徑僅500千米（月球直徑為3400千米），但它被稱為太陽系最有可能孕育生命的衛(wèi)星，這是因為其表面具有適宜的溫度，很可能存在液態(tài)水和簡單的有機分子。科學家猜測土衛(wèi)二的冰冷表面99%是由冰水物質(zhì)構成，其表面之下很可能存在著液態(tài)水。2005年，“卡西尼”太空探測器飛越土衛(wèi)二時的勘測資料顯示其表面存在著碳、氫、氮和氧氣，這些有機物質(zhì)被認為是孕育生命的必要元素。2008年，科學家觀測到了從土衛(wèi)二表面噴出的水蒸氣，這進一步證實土衛(wèi)二上存在液態(tài)水。此外，土衛(wèi)二還具有一個沸騰的熔化巖石內(nèi)核，能夠為孕育生命體提供適宜的環(huán)境溫度。
土星最大的一顆衛(wèi)星——土衛(wèi)六也被科學家猜測可能存在著生命體，這是由于土衛(wèi)六具有厚密的大氣層，含有大量標志著有機物存在的化合物。比如：土衛(wèi)六大氣中富含甲烷氣體——在地球上，生命體持續(xù)需要補充甲烷氣體，而在其他星體上甲烷氣體都通常被太陽光摧毀。同樣因為寒冷，如果存在液態(tài)水，它們應該是存在于土衛(wèi)六冰凍表面之下。
類似的衛(wèi)星還有木衛(wèi)二，這顆比月亮稍小一些的衛(wèi)星存在著水和火山活動性。雖然其表面處于冰凍狀態(tài)，但有科學家猜測其表面之下是液態(tài)海洋。木衛(wèi)二表面上的火山活躍性提供了生命存在的熱量，這一點如同有機物所必要的化學物質(zhì)一樣重要，科學家認為微生物很可能存活于木衛(wèi)二熱液口附近，這一特征就如同地球深海中類似的熱液環(huán)境，即便終年見不到一絲陽光，也能有繁盛的生物圈。
但要了解這些有著冰凍表面的衛(wèi)星是否已經(jīng)孕育出生命，最好的辦法是借助攜帶有能穿透冰層雷達或鉆探機器人的探測器登陸，而實際勘測可能異常艱巨，因為它們厚厚的表面冰層厚度可達到20千米。
