宇宙中到底有没有外星生命?这是人类问了几千年的问题。最近,天文学家们给出了一份新答案。他们从已经发现的6000多颗系外行星中,精挑细选出了45颗最有可能存在生命的星球。如果宇宙中真的有外星生命,那它们最有可能就藏在这45颗星球上。
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那么,这45颗星球是怎么选出来的?它们都有什么特别之处?我们离找到外星生命还有多远?今天我们就来聊聊这个话题。
先说说这份名单是怎么来的。这项研究是由康奈尔大学卡尔·萨根研究所的团队做的,带头人是所长莉萨·卡尔特内格教授。他们用了欧洲航天局盖亚任务的最新数据,加上NASA的系外行星档案,对目前已知的6000多颗系外行星进行了一次大筛选。
筛选的标准是什么呢?很简单,就是看这颗行星有没有可能存在液态水。为什么是液态水?因为在地球上,哪里有水,哪里就有生命。水是生命的溶剂,是生化反应的介质,没有水,生命就无从谈起。
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所以,天文学家们找外星生命,首先就是找"宜居带"。
什么是宜居带?就是恒星周围的一圈区域,行星在这个区域里,表面温度不高不低,刚好能让水以液态形式存在。离恒星太近,水就被烤干了;离太远,水就冻成冰了。只有中间那一圈,温度刚刚好,才有可能存在液态水。
当然,光在宜居带里还不够。行星还得是岩石行星,不能是木星、土星那种气态巨行星。气态行星没有固体表面,生命没法站脚,而且大气压力太大,也不太可能有我们熟悉的生命形式。所以,筛选条件就是两个:岩石行星 + 位于宜居带内。
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就这么两个条件,6000多颗行星筛下来,只剩45颗了。你没听错,6000多颗里只挑出45颗,比例还不到1%。可见,找一颗适合生命的星球有多难。而且,这45颗还只是"有可能",不是说一定有生命。宜居带只是必要条件,不是充分条件。
比如,我们的邻居火星,也在太阳系的宜居带里,但火星上有没有生命,现在还没定论。不过,能进这份名单,已经很不容易了。这45颗行星,是目前人类已知的、最有可能存在生命的候选者。
研究团队还做了一个更严格的筛选。他们用了一个三维宜居带的模型,考虑了更多因素,比如行星接收的恒星能量、大气成分等等。按这个更严格的标准,名单就缩小到了24颗。这24颗,可以说是"优中选优",是最有希望的。
那么,这份名单里都有哪些星球呢?有几个我们比较熟悉的名字。比如比邻星b,就是离我们最近的恒星比邻星周围的那颗行星,距离我们只有4.2光年。
还有TRAPPIST-1系统里的几颗行星,比如TRAPPIST-1f。这个系统很特别,一颗小恒星周围有七颗行星,其中好几颗都在宜居带里。还有开普勒186f,这是人类发现的第一颗和地球差不多大、又在宜居带里的行星。除了这些有名的,还有很多名气不大但同样很有希望的行星。
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有意思的是,这份名单还有个外号,叫"万福玛利亚名单"。为什么叫这个名字?因为它的灵感来自一本科幻小说,叫《挽救计划》,英文名叫Project Hail Mary。
这本书里,人类为了拯救地球,派了一艘飞船去寻找外星生命,希望能从外星文明那里学到解决太阳危机的办法。现实中的天文学家们,就借用了这个名字,把这份寻找生命的行星名单,叫做"万福玛利亚名单"。听起来是不是挺浪漫的?科幻小说里的设定,居然真的在现实中出现了。
那么,找到了这些候选行星,接下来怎么办呢?接下来,就是要仔细观察这些行星,看看它们的大气里有没有生命的迹象。怎么看?用望远镜看。当行星从恒星前面经过的时候,恒星的光会穿过行星的大气层。不同的气体分子会吸收不同波长的光,这样,我们通过分析穿过大气层的星光,就能知道行星大气里有什么气体。
如果大气里有氧气、甲烷、臭氧这些气体,而且比例不太对劲,那就有可能是生命活动产生的。比如,氧气是很活泼的气体,如果没有生命不断产生,它很快就会和岩石、海洋里的物质反应掉,不会在大气里积累太多。所以,如果一颗行星的大气里有大量氧气,那很可能就有生命在不断产生它。
这就是所谓的"生物标志物"。现在,人类已经有了詹姆斯·韦伯太空望远镜,它的红外观测能力很强,能够分析系外行星的大气成分。
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未来几年,韦伯望远镜很可能会在这些行星的大气里找到生物标志物的线索。当然,找到生物标志物不等于找到了生命。也有可能是某种非生物的地质过程产生的。但如果一颗行星同时有好几种生物标志物,而且比例很像地球,那有生命的可能性就非常大了。
说到这里,可能有人会问:我们为什么要花这么大功夫去找外星生命?找到了又能怎么样?它们离我们几十上百光年,我们也过不去。
其实,找外星生命,不仅仅是满足好奇心。它还能回答一个更深层的问题:我们在宇宙中是孤独的吗?
如果我们在另一颗星球上发现了生命,哪怕只是最简单的微生物,那也意味着,生命在宇宙中不是偶然,而是普遍现象。
那就意味着,宇宙中可能充满了生命,甚至可能有比我们更先进的文明。这对人类的世界观、对我们对自身的认知,都会是颠覆性的。
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反过来,如果我们找了很久,找了很多星球,都没有发现生命的迹象,那也很有意义。那说明,生命的诞生可能是一个极其罕见的事件,我们地球可能真的是宇宙中的一个奇迹。
不管结果是哪一种,都会改变我们对宇宙、对自己的看法。当然,现在说这些还太早。我们才刚刚开始找,才找到了45个候选者。
宇宙那么大,恒星那么多,行星更是不计其数。我们现在发现的,可能连冰山一角都算不上。但至少,我们已经有了一个方向,有了一份名单。未来,随着望远镜越来越先进,随着我们发现的行星越来越多,这份名单肯定会越来越长。也许有一天,我们真的能在某颗遥远的星球上,找到生命存在的确凿证据。到那一天,人类将不再孤独。
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