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邻居家的灯光,银河系里,我们真找到了第二个地球吗?

昨天晚上,我在阳台晾衣服时抬头看了一眼星空,那颗有点发黄的石䃤星旁边,银河像洒了的牛奶一样铺在天上,我忽然想到一个问题:在这片密密麻麻的星光里,是不是有另一颗星球上,也有人正在晾衣服、抬头看天、想着同样的事?

这个问题不只有我在想,天文学家们已经追着它跑了几十年,而就在最近几年,他们真的开始给出一些让人心跳加速的答案。

邻居家的灯光,银河系里,我们真找到了第二个地球吗?

一颗叫“开普勒-452b”的星球

2015年7月,NASA开普勒望远镜的团队公布了一颗行星,编号Kepler-452b,当时发布会的气氛,怎么说呢,像苹果发布会一样兴奋,这颗行星距离我们大约1400光年,位于天鹅座方向,它的“太阳”也是一颗G型恒星,和我们太阳几乎是双胞胎,年龄稍大一点,大约60亿岁。

真正让人激动的是这几个数字:

  • 公转周期:385天,比我们一年只多了20天,这说明它正好位于“宜居带”的中间位置
  • 体积:比地球大60%左右,属于“超级地球”。
  • 岩石可能性:根据质量和密度模型推算,它有超过90%的概率是一颗岩石行星,不是气态行星。

这意味着什么?如果上面有液态水,它的表面温度可能会很舒适,不算太热,水不会蒸发殆尽;不算太冷,水不会永远冻成石头一样硬的冰,而我们都知道,地球上只要有液态水的地方,就有生命。

但“地球2.0”不止有一颗

开普勒-452b只是一个开始,后来NASA又公布了TRAPPIST-1系统,一个在40光年外的“小太阳系”,里面有7颗地球大小的行星,其中至少3颗稳稳落在宜居带内,想象一下,那个星系里的行星之间距离非常近,如果你站在其中一颗上抬头看,邻居行星可能像我们的月亮一样大,甚至是更大的一轮圆盘挂在天空。

下面这张表整理了几颗目前呼声最高的“第二地球候选者”:

行星名称 距离(光年) 类型 宜居带位置 发现年份
Kepler-452b 1400 超级地球 轨道中段 2015
TRAPPIST-1e 40 地球大小 内边缘 2017
比邻星b 2 地球大小 中心区域 2016
Gliese 12 b 40 金星-地球间 边缘 2024

我自己看到这个表格的时候,最先注意到的是比邻星b,仅仅4.2光年,这已经是宇宙尺度上“隔壁邻居”的概念了,但它有一个麻烦:它的恒星是一颗红矮星,动不动就爆发耀斑,X射线和紫外线强度可能是地球承受的几百倍,如果它有大气层,可能早就被剥光了,2020年《天文学与天体物理学》上发表的一项研究给出的模型显示,如果这颗行星有足够强的磁场,大气层也许能撑到现在

邻居家的灯光,银河系里,我们真找到了第二个地球吗?

怎么知道它们是不是“活的”?

你可能会问:我们都没去过,怎么知道这些行星上到底有没有生命?这靠的是大气层光谱分析,当行星从它母恒星前面经过时,恒星的光会穿过它的大气层边缘,不同气体分子会吸收特定波长的光,就像留下指纹一样,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)就是干这个的顶级高手。

2023年,韦伯望远镜对准了TRAPPIST-1系统中的几颗行星,探测它们是否拥有大气层,初步结果显示其中一颗可能完全没有大气,这让人有点沮丧,但科学家们没放弃,因为还有好几颗等着观测,真正让他们兴奋的信号是“生物标志气体”——氧气、甲烷、水蒸气这些如果同时出现,又不在化学平衡状态,就很难用非生物过程解释。

打个比方,就像你路过邻居家门口,闻到饭菜香,还听到锅铲的声音,虽然没看见人,但你知道里面有人在做饭,大气层光谱分析就是我们在银河尺度上“闻饭菜香”的本事,目前还没有明确闻到,但鼻子已经凑到门缝边上了。

到底有多少个“地球”?

天文学家基于开普勒望远镜的数据做过一个估算:银河系里大约有3亿颗潜在的宜居行星,这个数字来自2020年发表在《天文期刊》上的一项合作研究,他们综合了恒星类型、行星轨道半径、岩石行星出现概率等多种因素,3亿,这个数字大到让人头晕,但想到银河系有1000亿到4000亿颗恒星,好像又不那么夸张了。

这3亿颗里,有些可能被潮汐锁定了,永远一面对着恒星,一面永远黑暗;有些可能大气层太厚,地面温度像高压锅;也有些可能刚刚好,海洋在阳光下缓缓波动,大陆上有河流切割出峡谷,我们不知道,但从统计学的角度看,“地球”这个物种在银河系里,可能根本不是稀有款。

我有时会想,如果哪天真的确认了某一颗行星的大气层里有生命迹象,我们站在阳台上看星星的时候,目光就会不自觉地落在那个方向上,知道那道光走了几十几百年,最后抵达我们的眼睛时,那上面的生命也许已经进化出了自己的望远镜,也在看我们这边,这个念头让我晾衣服的时候,动作都变得轻了一些。

邻居家的灯光,银河系里,我们真找到了第二个地球吗?

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