那顆被NASA新發現的類地行星,究竟是誰的家園?
美國宇航局(NASA)將發布一條“令人興奮”的新消息……
這條消息究竟是什么?人類終于發現自己不是宇宙中孤獨的智慧生物?抑或時空穿梭成為現實?恐怕,睡了一覺的你有許多問題要問——別擔心,我們幫你把這些問題全問了,并且找到了答案。
1)發生了什么?
大約昨天(2015 年 7 月 23 日)下午 4 時許,NASA 宣布,將在國際標準時間 2015 年 7 月 23 日下午 4 時(北京時間 7 月 24 日零時)召開電話會議,對外發布該局開普勒空間望遠鏡發現的,系外行星搜索方面一條“令人興奮”的新消息。
換言之:我們可能用開普勒望遠鏡找到了“另一個”地球。
人類致力于尋找像地球一樣或類似的,圍繞其他恒星旋轉的類地行星。而開普勒空間望遠鏡,是 NASA 專門為尋找類地行星的開普勒任務設計建造,并在 2009 年 3 月成功發射升空的一臺太空望遠鏡。這臺望遠鏡飛出大氣層之后,進入了一條尾隨地球的公轉軌道,圍繞太陽旋轉。
開普勒空間望遠鏡如何發現類地行星呢?如果你曾經聽說過金星凌日、水星凌日的天文現象——假設另一個恒星體系內是否有行星凌星的現象,即可發現候選的行星。現在 6 年過去了,開普勒已經發現了超過 3000 顆候選行星,并確認了超過 1000 多顆類地行星。
開普勒空間望遠鏡的觀測范圍
2)發現了什么:開普勒-452b,有史以來發現的最接近地球的類地行星
NASA 暗示,這個新的發現,可能是迄今為止和地球相似程度最高的一顆。
在 2009 年 5 月到 2013 年 5 月,開普勒空間望遠鏡正常運轉的期間里,NASA 天文學家獲取到了大量的數據。在隨后直到最近的日子里,天文學家試圖從數據中找到所有的待選類地行星。而在 2015 年 7 月,天文學家終于找到了一顆從天體物理、生物學等多個方面和地球極為近似的類地行星,暫命名為開普勒-452b。
截止至目前,科學家們發現最接近地球的幾顆類地行星
根據天體物理學家、地理學家、生物學家共同基于常識、大量研究成果給出的推算,開普勒-452b 從行星的尺寸、環繞恒星的公轉軌道尺寸、恒星的尺寸上,都跟地球以及所圍繞的太陽情況十分接近:
首先,它的直徑比地球大 60%,估算得出的質量大約為地球的 5 倍,星球上的重力大約為地球上的 2 倍,可能會有大量活火山存在;
其次,根據多項數據和常識推算,開普勒-452b 表面很有可能是巖石星球。而將質量、尺寸和重力一同作為常量進行計算,該星球很有可能配有一個大氣層,大氣逃逸現象因重力的作用不會太嚴重,且地表有液態水存在的可能;
再次,在開普勒-452b 的地表上,溫度大約比地球高出 10%,這是因為其環繞的恒星質量比太陽高4%,放射出的能量大約比太陽高出 10%,而開普勒-452b 到該恒星的距離和地日距離基本相同。
最后,根據天體物理學家比較認可的大爆炸理論進行推算,開普勒-452b 的當前年齡大約為 60 億歲,誤差約為±20 億歲。
3)上面有生物嗎?
接上面所提到的,60 億年±20 億年的說法,和 7 月 24 日凌晨廣為流傳的,由果殼網發布的一篇文章中陳述的情況不盡相同。這是由于果殼網文章參照《天文期刊》寫作而成,和 NASA 的發布會上宣布的內容相比已經過期。
也就是說,開普勒-452b 的當前年齡,的確有可能和 46 億歲的地球相差無幾。專家們猜想,該星球上的環境中會有生命繁衍所需的材料,比如空氣、水和養分。因此,是否存在類人生命暫且不提,至少有較大的其他種類生命存在的可能性。
當然,如果真實的誤差情況不是-20 億年的話,恐怕開普勒-452b 的確如一部分悲觀者猜想的那樣,正是地球衰老后的模樣。
這些假定的前提,仍然是天體物理學家基于經驗、常識和過往數據,加上地理學家和生物學家一同研究得出的推算。在這一點上,我們必須要強調。因為截止至目前,NASA 除了用開普勒望遠鏡獲得的圖像數據之外,并沒有其他更詳細和精確的數據。
4)我們能去開普勒-452b 嗎?如果真的去到了那里,能活下來嗎?
很遺憾,簡單的回答是不能。
開普勒-452b 位于天鵝座,距離地球 1400 光年(等于每秒 30 萬公里速度的光在真空中走 1400 年的距離,也即大約 1400 x 9.46 兆公里)。開普勒-452b 所處的恒星星系,和太陽系一同處在銀河系大家庭當中。
然而,即便距離可以被比較準確地估算出來,人類目前還沒有找到可以進行光速飛行的運輸工具。進一步假設,就算用每秒 30 萬公里的速度飛行,也需要 1400 年的時間——就算把全世界的止疼藥和降糖藥都吃掉,人類也絕無可能活到 1400 年。
廣義相對論當中曾提到的蟲洞也提供了另一種思路。該理論認為,空間其實可以因為存在預期中的物質的質量被折疊,而當折疊的程度足夠大的時候,兩 個相隔甚遠的空間中的點可以被拉近,形成一個蟲洞——這就好比在一張紙的兩端上各有一個點,兩個點之間是有距離的,而把紙折起來,兩個點就可以重合了。
但可惜的是,目前廣義相對論大部分只存在于紙面上。
再進一步假設,我們真的到達了那里,按照現在推測的環境,能活下來嗎?
NASA 的天文學家們認為,即便在 2 倍的重力下,人類依然可以存活。“就好像消防員一樣,每天工作都是高負重的情況,我曾經研究過,大約是 1.8 個G。如果大家像在開普勒-452b 上生存,那就要開始鍛煉咯,”一位專家用開玩笑的方法解釋。
他說的沒錯。在空間站中生活較長時間的宇航員,回到地面都會十分難受。因為在太空中他們逐漸適應了微重力環境,身體會發生骨流失和肌肉流失的情 況,再回到地面之后,會感覺非常無力,需要通過合理的休息、鍛煉調整回來。如果真的有一天人類去到了開普勒-452b 上,“適應適應就好啦”。
想去超重力的外星球生活,大家都要鍛煉成消防員一樣
5)所以,就這樣了?
一切還沒有結束。和開普勒-452b 一同被確定為類地行星候選者的還有其他 11 顆行星,它們都存在于各自恒星的宜居帶內,也就是天文學家認為與合適的恒星保持合適距離的公轉軌道上。對于這些行星,以及未來替代開普勒的新望遠鏡觀測到 的行星,研究和分析還需要數年甚至數十年的時間。
截止至目前,開普勒任務一共發現了 4696 顆類地行星。天文學家通過分析數據發現,宇宙中的大部分行星主要是像地球一樣的,較小的巖石行星,像木星那樣體型龐大的氣體行星的數量相對較少——這也算一個好消息吧?
過去,人類一直在詢問自己一個問題:
我們是宇宙中唯一的智慧生物嗎?
現在,雖然 NASA 仍沒有一丁點證據證明開普勒-452b 上有生物,但至少我們可以肯定的是:整個宇宙中,還有太多的未知正在變成可能,等待人類去探尋。