发现“新伊甸”！“第二地球”长什么样？

类地系外行星艺术概念图

地球是宇宙内唯一有生命的星球吗？我们能否发现“第二地球”？我们发现的系外行星数量呈现出爆炸性增长趋势。截至2018年4月1日，科学家共在2808个恒星系统发现3758颗系外行星。系外行星搜寻工作的重要目的就是寻找太阳系外存在生命的证据。美国宇航局的博士后研究员泰勒·罗宾逊和佐治亚理工学院的克里斯托弗·雷恩哈德正在积极探索这一问题。

天文学家在银河系发现一系列类地行星

罗宾逊和雷恩哈德的研究旨在回答宜居有生命行星的搜寻工作为何要以地球为参照？这种做法合乎逻辑，因为地球毕竟是已知唯一有生命的行星。罗宾逊表示：“有人会问‘宜居系外行星什么样？’，‘有生命的系外行星什么样？’，我们的最佳做法就是指向地球。”

“旅行者”号飞船

1970年代，“先驱者10”号、“先驱者11”号、“旅行者1”号和“旅行者2”号飞掠太阳系的诸多天体。这些任务对系内行星和卫星进行观测，帮助科学家深入了解这些天体的大气化学特征和构成以及气象模式。随后的任务揭示地表关键细节以及行星和卫星的地质演化。“旅行者1”号还曾拍摄一张地球远照，被著名天文学家卡尔·萨根形象地称为“暗淡蓝点”。

圆圈中的暗淡蓝点便是我们的地球

罗宾逊和雷恩哈德指出过去45亿年，地球的大气层和地表环境不断演化。根据一系列大气和地质模型，地球过去的很多环境要被打上“非常怪异”的标签。这里的怪异包括地球冰河时代和最早期的纪元，当时的地球原始大气层是火山喷气的产物。罗宾逊指出这些发现对搜寻其它“暗淡蓝点”具有启示意义。

他说：“其中一大启示就是避免落入思维陷阱，误认为过去的地球环境与现在大同小异。”地球的演化史意味着宜居和有生命行星的环境存在大量可能性。在搜寻“第二地球”过程中，我们会发现大量类地行星。它们的环境与过去或者未来的地球类似。类地行星大名单包括所谓的“雪球版地球”以及与地球冥古代或太古代类似的行星，前者虽被冰原覆盖，但仍能孕育出生命，后者尚未出现生氧光合作用。

冰河时代的全球平均气温下降，导致冰原不断扩张

对于“第二地球”上的生命形态，以地球为参照同样有启示作用。如果地球仍然很年轻，大气处于原始状态，所有生命都将处于微生物形态。如果地球处于间冰期阶段，将进化出更复杂的生命形态。罗宾逊和雷恩哈德思考未来的哪些进步有助于搜寻其它“暗淡蓝点”，包括下一代太空望远镜，詹姆斯·韦伯望远镜预计于2020年发射。

詹姆斯·韦伯望远镜

罗宾逊说：“搜寻真正意义上的‘暗淡蓝点’处在类日恒星适居区并且被水覆盖的类地行星。你可以利用望远镜内的光学装置或者让带有未来派色彩的遮星板飞到望远镜前方，遮挡明亮的恒星光线，以便让我们观测到环绕恒星运行的暗淡行星。包括美国宇航局在内的很多研究机构都致力于打磨这些技术。”

一旦能够对多岩行星进行直接成像，天文学家便可对大气层进行细致研究，进而更准确判断潜在宜居性。在将来的某一天，我们可以借助超灵敏望远镜或者“突破摄星”计划探索任务，对这些行星的地表进行成像。我们能否发现其它“淡蓝点”仍是一个未知数。但在未来几年，我们或许能够确定地球这个生命家园究竟是宇宙的常见天体还是一个罕见存在？

整个地球只不过是一个小点，而我们自己居住的地方仅是它的一个极小角落。

——罗马帝国皇帝奥里利厄斯《自省录》约公元170年

“你会看见一个小点，那是我们的家园。你所爱的每一个人，你认识的每一个人，你听说过的每一个人，曾经有过的每一个人，都上面度过一生。所有的猎人与强盗、英雄与懦夫、国王与农夫、文明的缔造者与毁灭者、人类历史上每一个圣人与罪犯，都住在这里，一粒悬浮在阳光中的微尘。

卡尔·萨根

来源：漫步宇宙