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中国新闻周刊:人类5年内能找到地球"表姐妹"?


http://www.sina.com.cn 2006年03月01日10:17 中国新闻网

  (声明:刊用《中国新闻周刊》稿件务经书面授权)

  “外星人”这一概念正在从科幻走向现实。

  2月中旬,美国天文学家从浩瀚的银河系中,列出了5颗最有可能存在外星生命的恒星名单,并宣布将在今后对它们实施重点观测。

  此前不久,1月下旬,一个国际天文学家小组宣布,他们通过新的行星观测技术,发现太阳系外围绕正常恒星运转的一颗质量仅为地球5.5倍的行星。这是迄今为止科学家在太阳系之外找到的最小行星——单从它的“块头”来说,它已经很接近于地球。它的发现为人类寻找宇宙中的地外生命增加了希望。

  锁定新的“太阳系”

  在圣路易斯召开的美国科学促进联会的年会上,来自华盛顿卡内基研究院的玛格丽特·特恩布尔(Margaret Turnbull)博士公布了她与美国宇航局(NASA)寻找地外智慧生命计划项目组共同列出的一组名单:以位于猎犬座的贝塔CVn星(Beta Canum Venaticorum)为首的五颗恒星,它们的周围极可能有着具备生命存在基本条件的行星。

  银河系中大约有4000亿颗恒星。在此之前,天文学家在观察、寻找这些恒星周围的行星时基本上是随机的,这跟搜寻的难易程度有关(因此被观察到的行量基本上距离地球较近)。现在,特恩布尔选择恒星系统时遵循以下原则:

  候选恒星年龄不小于30亿年。因为附近行星需要有足够的时间来完成生命进化过程以达到智能阶段;

  候选恒星系统要稳定,恒星体积不能超过太阳的1.5倍。通常情况下,变化无常的恒星不适合生命诞生和繁衍,太大的恒星则无法存在足够长时间,难以产生适合生命生存的行星。

  这些恒星还得处于合适的发展阶段,既不是红巨星,也不是白矮星,否则其周围行星上的复杂生命体无法长久生存。

  候选恒星要含有丰富的铁和其他矿物质,否则类似地球这样的岩石行星就难以形成。

  实际上,具备这些条件的候选恒星就是类日恒星——也就是,先确定太阳的兄弟姐妹,再寻找其“子女”中基本环境类似地球的系外行星。

  在此之前,“在家寻找外星人”组织(SETI)已经花费了40年的时间来搜集、分析来自太空的无线电波,期望得到来自太空智慧生命的问候,但迄今为止,这种泛漫的寻找方式没有任何收获。而往后,天文学家们将通过由350个碟状天线构成的"艾伦"天文望远镜网络,实施有较明确目标的地外文明探寻工作。这个天线网络即将在加里福尼亚州完成架设,预计将于今年开始投入运行。天文学家们期望,这一天线网络建设后,他们能在记录空间无线电波领域有所突破。

  太阳系外类地行星呼之欲出

  20世纪90年代中期,随着越来越多的太阳系之外的行星(称为“系外行星”)被发现,人们确信了此前科学家的一个理论推测结果:类似于我们太阳系一样、由多颗行星围绕中心的恒星旋转而组成的行星系在宇宙中是普遍存在的。进一步推测,我们没有理由不相信其他行星系中也存在基本情况类似于地球、适合生命存在的行星。

  迄今为止,人类已经在太阳系外找到了160多颗行星。但令人略感遗憾的是,所有发现的这些行星,都是体积和质量远远大于地球的类木行星(类似于木星的气体行星),不可能像地球一样有生命存在。之所以没有找到更小的行星,是因为我们的技术问题。

  “从理论上来说,类地行星(即大小与地球接近的固态行星)不但应该存在,还应该比类木行星更多。”2个月前,国家天文台研究员李竞曾经告诉本刊记者,“我相信,不需要等待太长的时间,科学家就会发现它们的。”

  李竞话音未落,他的预言变成了现实。

  1月26日,一个由法国天体物理学研究所科学家领导、由12国科学家组成的国际研究小组,在英国《自然》杂志上发表论文,文章宣布,他们利用一种被称为“引力微透镜”的技术,探测到一颗太阳系外类地行星。这是迄今为止发现的质量最小的系外行星,其质量仅为地球的5.5倍,并且主要由岩石和冰组成。

  新发现的这颗行星被命名为OGLE-2005-BLG-390Lb,位于人马座,距地球2.1万光年,接近银河系中心。它围绕一颗比太阳质量重1.5倍的褐矮星运行,其轨道半径是地球与太阳间距离的2.6倍,公转周期为10.4年。由于该褐矮星的辐射能量很低,该行星的表面温度大约只有零下220摄氏度,不适合生命存在。它可能存在稀薄大气,其岩石下面还可能藏有冰的海洋,因而更像是一颗大质量的冥王星。

  尽管新发现的系外行星不可能存在生命,这一发现依然被看成是寻找支持生命的系外类地行星的一项重大突破。美国太空望远镜研究所的天文学家、参与此项研究的萨胡说:“这一发现表明,低质量恒星在宇宙中是普遍的,如果我们能够发现一颗这样的行星,必定会存在更多此类行星。”并且,其所用方法为最终寻找到适宜生命居住的星球带来了希望。

  5年内找到地球“表姐妹”?

  然而,令人振奋的消息频频传来的同时,坏消息也随之而来。

  2月20日,美国宇航局传出消息,由于大幅削减资金而用之于登月和火星探测计划,NASA建设轨道天文望远镜以探寻外星生命的计划被迫延期。

  尽管美国宇航局2007年度的预算增加了3%并达到168亿美元,但这远远不能满足他们所有项目共同开展的需求。本该于2014年投入运行、由两台天文望远镜构成、花费约10亿美元的“类地行星发现者”号(TPF-Terrestrial Planet Finder)天文观测台的发射工作目前已经被无限期搁置。还有一个项目,即寻找太阳系外其它恒星系统内类地行星的SIM PlanetQuest项目也由原来计划的2011年推迟至2015年。

  NASA的很多科学家对此感到焦虑:2015年,欧洲的“达尔文”外星人探寻项目将启动。美国人一贯受不了别人走在自己前面,何况是这样一个让全世界天文学家激动的领域。

  特恩布尔表示:“实施该项目确实存在着许多复杂性和不确定性,因此,许多科学家目前都已经开始离开了该项目组。这是一件可怕的事,尤其对年轻的一代来讲,他们充满着激情并随时准备在其他世界里寻找生命。”

  不过,美国人在这一领域的退缩并不会导致全世界研究脚步的停止。法国、日本等其他国家的众多天文学家都已经确定以寻找系外类地行星和地外生命作为自己的目标。可以说,人类已经进入了寻找地外文明的第一个阶段——搜寻与地球基本环境条件相似的系外行星。

  假如我们在不远的将来真的找到了基本环境类似地球的系外行星,是否就可以断言它表面存在生命呢?不是的。确证一颗星球存在生命比确证一颗不具备生命存在基本条件的星球要困难得多。

  “我们有足够的技术判断那些肯定不存在生命的行星,而要断定一颗行星存在生命却是很困难的。但大量的可居住行星的存在至少给了我们一个暗示:我们在宇宙中并不孤独。而且我本人确信人类并不孤独。” 圣·安德鲁大学物理与天文学系教授,马丁·多米尼克(Martin Dominik)这样告诉本刊记者。他是上述系外类地行星的发现者之一。

  “我们的确看到了曙光来临的迹象。我认为,我们还需要5年左右的时间,就可以确定一颗基本环境类似地球的系外行星。在15到20年内,我们或许可以找到类似生物的迹象。但是要找到确实的证据,也许100年都不够。”马丁·多米尼克博士说。

  【来源:中国新闻周刊作者:方玄昌、弓心】


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