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宇宙探索|下个地球在哪儿?

时间:2016-04-24

就像在这颗致命的脉冲星旁,距地球约980光年之外的室女座中

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新世界的见证脉冲星

当行质天体在安静的沉睡时,宇宙中还有比这更糟糕的地方。就像在这颗致命的脉冲星旁,距地球约980光年之外的室女座中。

从远处看脉冲星看起来像一个闪烁的灯,但是接近的话,脉冲星被像激光枪一样致命的辐射环绕,它们不是行星该去的地方,但是有东西干扰了这颗脉冲星的位置。一种解释是这种反常是有一颗行星造成的,但是很多天文学家怀疑环绕脉冲星的行星能够存在。这之所以是个问题,是因为脉冲星是在极其巨大爆炸中形成的。

当一颗红巨星爆炸形成我们称之为超新星的巨大火球时,每分钟就能释放太阳一生才能释放的能量。当一颗恒星发生超新星爆炸,冲击波太过巨大,难以想象能有行星逃过此劫。当宇宙尘埃散去,只剩下红巨星被极度压缩的核,在一篇广袤废墟的中心发射着脉冲,恒星爆炸喷射出的物质又回到脉冲星并形成一个圆盘。在这个混乱中一个新世界逐渐形成,在火焰和毁灭中一个行星从之前红巨星的尸体上复生了。

一个环绕脉冲星的行星给你一种在迪厅的感觉,脉冲星就是一个光很强的舞厅大灯球。从这个野兽星球发出的射线会被破坏生命形成所需的有机分子。脉冲星有极强的磁场,被星球带着一起告诉旋转,带动任何物质,例如电子、质子,加速并以告诉抛出它们,就像极强的太阳风。脉冲星的发现,揭示了一个新世界如何随着恒星的毁灭而形成,不论一个行星在哪里诞生,它的形成过程总是充满了危险。有时候能量过于巨大,行星甚至在还没形成前就毁灭了。

宇宙的新生儿

2007年,天文学家利用巨型的双子北座望远镜,在距离地球400光年远的昴星团发现了一个奇怪的现象。一个仅仅只有星表编号的恒星HD 23514,被由气体和尘埃组成的巨大的鞘状云给包裹。在鞘状云中心的恒星已经有大约1亿岁了,在天文学概念中这只算一个刚会走路的小孩,我们太阳的年龄比它大45倍。这里的条件极适合行星形成,但是光谱分析发现了一些奇怪的地方——那些尘埃呈极度粉碎状。

一般而言,幼年恒星会被刚诞生的行星环绕。在由气体和尘埃组成的原始恒星盘中,行星在年轻恒星周围形成,然后这些行星很开心的绕着恒星转,并没有意识到它在一个跟其他行星很接近的轨道上。数百万年前,两个环绕HD 23514的原始行星,走向了它们的毁灭。在两个世界接近时,潮汐力量把两个星球从球形拉成了蛋形,什么都没留下,两个世界都被毁灭了,产生了HD 23514周围那些尘埃和废墟。

撞击重生的“超级地球”

40亿年以前,一个类似的末日降临了地球。一个约火星大小的行星形成跟在初生地球大致相同的轨道上,就像HD 23514的那两个行星一样,地球和这个火星大小的天体,正在飞速冲向对方。当它撞上时,全球都能感受到冲击波,损坏了地球表面,碰撞毁掉了地球的一边,熔岩喷射到宇宙中,整个星球充满了流星和有毒气体。撞击产生的残骸结合在一起,形成了我们的月球,这是我们星球的一个新的开始。

撞击是行星系统诞生过程的一个重要成分,形成一个类地行星基本就是碰撞的岩石组成在一起。在整个银河系中,有超过想象的岩石碎片在形成类地行星。

它不仅仅是一颗新的行星,而是一个新种类的行星,就像打了激素的地球,我们称之为“超级地球”。超级地球中的一个家庭与地球有很多相似性,有大陆、海洋,有些可能像火星一样很干燥。另一个家族,被称作“水世界”或者“海星”,全球被水覆盖。

格雷司581c星,这个行星是被米歇尔·梅沃发现的,它跟另外两个行星一起环绕一颗很小的恒星。它在仅仅只有20光年之外的天秤座,并且是在太阳系之外找到的最小的类地行星之一,但这并不意味着格雷司581c星很小。它依然是超级地球,有着地球5倍的质量,但是是它上面的液态水最令科学家兴奋。

完全没有陆地,甚至水下数英里,但是潜到海洋更深处压力会激增,在水下35000英尺已经超越了地球上海洋的最深处。当下潜到超过10万英尺的时候,压力太大,水本身开始形成令人惊奇的新的形态。在地球海洋最大深度的10倍处,到达了海的底部。在海洋的底部会形成极大的压力,超过100万个大气压。那样的压力会把液态水,也就是海水压缩成另一个状态,科学家们称之为“7号冰”。

7号冰可能也存在于我们太阳系,木卫二,木星的一颗卫星,在它厚厚的冰壳下可能也有一层液态水。壳的压力太大,以至于7号冰可能就存在于这个位置的海洋深处。如果我们想象按比例扩大的木卫二,它可能是个跟格雷司581c星相似的水世界。

很容易想象生命能诞生在水中,毕竟,水对地球来说是生命之源。地球是任何地方只要有水,就有生命。你在地球上无法找到一个无菌的水滴,除非你把它放到微波炉里。在这个水世界里,可能会有细菌或任何种类的海洋生物。但是,并不是所有的超级地球都像水世界一样充满生机。

“超级地球”的家族

当我们谈论超级地球,我们会说它的两个家族——一类主要是陆地,有部分水;一类主要是水,有无尽的海洋。但是,这个必须要加入的第三家族,它可能是非常稀有的超级地球,称之为“碳星”。碳星跟我们在任何地方见过的任何东西都不像,一个拥有奇妙化学的行星,但是却富有非常类似地球的宝藏。

纵览我们整个星系,有的行星贫瘠、荒凉,不适合居住,但是科学正在追踪一类新的行星,一个充满宝藏的世界。

在我们太阳系,在太阳系和附近的恒星中,氧元素的含量总是多余碳元素,但如果我们想象宇宙中的某处碳的含量比氧多,那么行星的形成就完全不同了。光谱分析显示一个碳元素非常丰富的地方在26000光年之外,接近银河系的中心处,在这里形成的行星可能含有丰富的碳。

碳星上清晨的天空绝不可能是清澈的蓝天,大气中只有很少甚至没有水分,大气是由碳化合物构成的。尽管碳星看来非常奇特,但是它的空气成分对某些人却不陌生。富含苯的星球的空气有点类似于洛杉矶的空气,很对烟雾、微粒。尽管有污染,碳星也可能有闪闪发光的一面。你也许能看到钻石,因为星星可能会形成大量的纯碳。当你压缩纯碳它就变成钻石。

这些奇异行星的秘密等待着人们探索整个星系去发现,但是天文学家在找到“圣杯”以前是不会满意的,一个像我们的行星能够维持生命的——下一个地球。

下个地球在哪儿?

人们总会问:我们能找到另一个类似地球的行星吗?

我觉得会,毕竟整个宇宙那么大,充满了无限的可能与惊喜,谁知道下一个发现和探索到的行星不是下一个地球呢~

每个恒星都可能有跟地球大小类似的行星,而且每个恒星都会有几个地球质量或者超级地球质量的行星。那么如果有例如2000亿个恒星在银河系中,那就意味着银河系中有4000亿个地球,甚至更多。4000亿个地球,按照概率的范围来讲,我们也有可能发现一个类似地球的行星。

开普勒宇宙探测器是第一个有能力找到这些行星的仪器。开普勒的目标很简单,就是从那些观测中的恒星中找到哪些是变暗的。当一个恒星轻微变暗,表示一个行星经过它面前并挡住了一些光。恒星变暗了多久以及它阻挡了多少光,能够告诉科学家那颗行星的大小以及它跟其太阳的距离。

这是一种非常强大的科技,它能让你在类似太阳大小的恒星旁,找到那些甚至比地球还小的行星,这个科技正在改变科学发展的方向。科学家们估计开普勒任务能够找到至少50颗外星地球。

但一个很重要的问题是,这是任何期望寻找地外生命的人都要面对的问题:万一即便我们发现了生命,我们依然无法识别它们怎么办?外星地球上的条件可能会使生命向不同方向进化。

不论那种现象是什么,它一定会是第一章,记载于史上最伟大的科学家故事里。

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