找到“第二地球”

蔡如鵬

盡管新發現的這顆行星充當“人類未來家園”的現實可行性極為渺茫，但這是朝尋找宇宙生命道路上邁出的重要一步

這一次，歐洲人領先了。4月底，他們搶在美國天文學家之前宣布，人類首次發現了一顆體積和表面溫度與地球相似的太陽系外行星。這顆被不少媒體稱之為“第二地球”的星球，雖然個頭不大，但卻給歐洲天文學界賺足了臉面，因為“它上面很可能有液態水存在”。

不過，不留情面的天文學家也大有人在。他們認為現在就說那里適宜人類居住，還為時過早——同它與地球20.5光年的距離相比，這顆行星充當“人類未來家園”的現實可行性似乎更為渺茫。

但畢竟，這是一個重要的“第一次”。瑞士日內瓦大學天文學家米歇爾?邁耶說：“這是朝尋找宇宙生命道路上邁出的重要一步，毫無疑問是一項重大發現，但由此也產生了一系列疑問。”

溫度適宜的類地行星

這顆行星正圍繞一顆比太陽小、溫度比太陽低的紅矮星Gliese581運行，因此被命名為Gliese581C。它是至今發現的太陽系外行星中最輕的一顆，其質量與地球最為接近，僅為地球的5倍。在宇宙大大小小的星體中，可以說，與地球屬于同一重量級。天文學家推測，如果Gliese581C與地球一樣，也是巖石結構，那么它的直徑應該是地球的1.5倍，如果是個冰球，直徑會更大一些。

天文學家認為，Gliese581C應該擁有大氣環境，不過大氣成分還有待進一步研究。如果它的大氣太厚，那么其表面溫度會高得令人咋舌。但發現這顆行星的歐洲天文學家還是樂觀地預測，其表面溫度估計在零攝氏度至40攝氏度之間，與地球表面溫度相當。

如果Gliese581C的表面溫度真與地球相似，那將是一個可以載入天文學史冊的重大發現。

在此前發現的太陽系外行星中，它們的表面溫度要么高得離譜，要么低得離譜，與地球上的相差甚遠。美國宇航局天體生物學家克里斯?麥凱說：“這一點可能非常重要。雖然適宜的溫度并不能代表生命的存在，但卻意味著它可能是一顆潛在的適宜人類居住的星球。”英國媒體甚至報道說，這顆行星可能與地球一樣，有山巒、丘陵和海洋。

Gliese581C是由一個11位科學家組成的研究小組發現的，他們來自瑞士、法國、葡萄牙等歐洲國家。發現者之一、里斯本天文臺的澤維爾?龐菲爾斯說，在此之前，這個研究小組已經觀測了大約100顆不同的恒星，最終才找到了紅矮星Gliese581旁邊的這顆小行星。

紅矮星也是恒星的一種，一般能量低、體積小，釋放出的光也比太陽這類恒星要弱，但壽命比較長。Gliese581是距離太陽系最近的100顆恒星之一，但它的質量不足太陽的1/3。

事實上，這個研究小組已經發現了Gliese581星系的3顆行星。第一顆行星在2005年被發現，其質量與海王星相似，繞Gliese581公轉一周的時間是5.4天。此外，在發現這顆類地行星的同時，還發現了一顆質量是地球8倍的行星，它繞Gliese581公轉一周的時間是84天，而Gliese581C公轉一周需要13天。

新行星是由安放在智利的歐洲南方天文臺太空望遠鏡發現的。研究小組已經把這一研究成果提交給了《天文學與天體物理學》雜志，但論文還尚未刊登出來。

紅矮星帶來突破

迄今為止，天文學家已經在太陽系外發現了大約220顆行星，其中只有7顆結構與地球類似。在這7顆類地行星中，除了Gliese581C，有2顆非常寒冷，剩下4顆由于距離其恒星太近而幾乎沒有存在生命的可能性。

有消息說，天文學家已把Gliese581C列為尋找外星生命計劃的主要研究對象，它很可能將成為歐洲航天局達爾文計劃鎖定的目標。達爾文計劃將于2010年左右啟動，目的是在太陽系外尋找生命。

目前，人類尋找地外生命的主要途徑就是搜尋與地球相似的行星。然而，這一工作卻困難重重。因為行星本身不發光，只反射恒星的光芒，體積又比較小，再加上幾十、幾百光年的距離，實在是考驗天文學家的“視力”。

但最讓天文學家頭疼的還不是這些，而是恒星那耀眼的光芒——它們讓行星變得黯然失色。打個比方，這就像是在其他星球上觀測太陽系，要從太陽的光芒中分辨出地球，而前者的亮度是后者的100億倍，難度可想而知。

無法直接觀測到，天文學家開始考慮一些間接的辦法。恒星與行星之間的運動模式并不是簡單的“行星繞著恒星轉”，而是兩者圍著它們共同的質心繞行，就像兩個手拉手的人轉圈跳舞一樣。只不過恒星的質量比行星大得多，所以它看上去就像沒動一樣。

在行星的牽引下，恒星規律性的繞轉會使它發出的光線發生周期性的擺動，這被天文學家稱之為多普勒擺動。觀察恒星光譜這種微小的擺動，就能推斷附近必有一個看不見的行星在牽引它。很顯然，行星質量越大、離其恒星越近，多普勒擺動的效果就越明顯。因此，目前天文學家發現的太陽系外行星絕大部分是與木星相似的巨型氣態行星，質量巨大，并不適宜生命的存在。

但這并不表示其他恒星周圍的行星真的大多是類木行星，只是依靠多普勒擺動天文學家很難發現類地行星，因為它們太小，而且離恒星不可能太近。觀察凌星現象是目前尋找類地行星的主要途徑。

當一顆行星經過其恒星表面時，雖然行星本身不能被直接看到，但它引起的凌星現象會使恒星的光芒減弱，結束后光度又會恢復正常。此前，天文學家曾對很多與太陽類似的恒星進行過觀察，希望看到凌星現象，但都無功而返。原因還是因為這些恒星發出的光芒太耀眼了。

幾年前，天文學家還沒有注意到光芒較暗的紅矮星，認為這類恒星不可能有類地行星。領導發現Gliese581C的瑞士日內瓦大學天文學家斯蒂芬妮?尤德里說，眼下歐洲天文臺的望遠鏡將90%的時間都用于尋找類似于太陽這樣的恒星。Gliese581C的發現肯定會讓他們調整手中望遠鏡的方向——太陽系附近的恒星中約80%是紅矮星。

有水的證據尚不充分

天文學家告訴我們，任何踏上Gliese581C行星的人都會很快變重，它的地心引力是地球的1.6倍。站在這顆行星上抬頭看，其所圍繞的紅矮星將以比我們的月球大20倍的樣子懸掛在空中，并且不會像我們的太陽一樣“東升西落”，因為這顆行星的自轉與公轉同步——Gliese581C行星每13天就繞其恒星公轉一圈。如此一來，它的一側總是處于被日光照射的狀態，另一側卻黑暗無光。

這只是一種推測，是否準確尚不得而知。

就目前來說，派飛行員去這顆星球是不可想象的：地球上目前最快的飛行器要飛到這顆星球也需要幾十萬年時間。天文學家現實的做法就是通過觀測儀器來盡可能多地了解這顆星球，以回答“生命在宇宙間是否普遍存在”這一問題。

在接受媒體采訪時，尤德里推測，除了溫度與地球類似外，Gliese581C表面很可能還流淌著液態水。不過，他承認這一推理僅僅是依據行星形成理論而非直接證據做出的。

研究小組成員之一、法國格勒諾布爾大學天文學家澤維爾?德爾弗希在一份聲明中表示：“眾所周知，液態水是生命存在的必備條件。鑒于其溫度和相對位置，這顆行星最有可能是未來搜尋地外生命的重要目標。在茫茫宇宙的寶庫圖中，我們會用‘X把這顆行星標示出來。”

一些天文學家認為，目前就下Gliese581C存在液態水的結論還為時尚早。美國宇航局退休天文學家、美國天文學會發言人史蒂夫?馬蘭說：“在確定它有水或沒水之前，還需要做更多的研究。你不要想當然地認為，在向那里派出宇航員后，他們將會找到返回地球所需要的足夠的水。”

“Gliese581C的表面溫度適合液體水存在，與那里有沒有水是兩回事。”北京大學地球與空間科學學院焦維新教授說：“新行星離地球有20光年的距離。那么遠的地方我們根據地面觀測，就斷定它含有多少液體水是不現實的。人類的技術還沒有達到那種程度。”

英國著名天體物理學家史蒂芬?霍金似乎也有意潑涼水。他說：“我設想(宇宙中)會有與地球一樣的行星，但那里是否有生命則是另一回事情。”