自从人类可以看得更远之后,我们就在不懈地寻找地外生命以及宜居行星。
人们心目中的地外生命形象
寻找前者是为了证明人类并不是宇宙中孤独的存在,我们的“呐喊”其实早有回应,只不过距离太远、延迟太高。寻找后者则是在为未来做打算,毕竟地球的资源有限,人类也不能永远留在摇篮当中。
在大范围的探索之下,科学家发现了不少特别的行星,由于它们与地球具有一定的相似性,因此被称为“超级地球”。而在这些“超级地球”当中,格利泽581g的名声就很大。所以,它到底有何特别之处?科学家真的认为在这里100%存在生命吗?
格利泽581g的构想图
格利泽581g一直以来,科学家都希望能够在不断地探索当中,找到和地球之间距离更近的“宜居行星”。毕竟人类的飞行器在大尺度的宇宙之下,依旧是处在“龟速前行”阶段的,因此如果动辄就几百、几千光年的距离,我们的星际移民计划就变得像一场“春秋大梦”,永远不能完成。
正因为这样,2010年美国加州大学圣克鲁斯分校科学家,宣布发现格利泽581g的时候才引起了人们的关注。它不仅是人类首次发现的表面可适宜生命生存的系外行星,和地球之间的距离还特别的近,大约为20.5光年。
格利泽581g的构想图
这时大家可能会说,20.5光年竟然也算近,要知道一光年可是等于9460730472581千米。实际上,这个近是对比目前发现的其它宜居星球而言的,在这种对比之下,它确实算是咱们的近邻了。
此外,根据地球相似度指数来看,格利泽581g算得上是诸多超级地球当中,各方面特点和地球最为相似的一个了。它的直径是地球的1.2倍到1.4倍,质量则是3.1倍到4.3倍,表面也是由岩石组成的。
它和地球一样位于宜居带当中,距离其主恒星大约有0.13个天文单位,在这种情况下它的表面应该是具备液态水的。
位居宜居行星第一名的格利泽581g
其次,科学家认为在它之上有着厚厚的大气层,这个大气层的厚度可能比地球还要大,所以温室效应要比地球上的更加明显。
不过由于这家伙被所在星系的恒星“潮汐锁定”了,所以它就像我们看到的月亮一样,自始至终只有一面对着恒星。
在这种情况下,格利泽581g的两面应该呈现出“冰火两重天”的状态才对,怎么会成为宜居行星,甚至产生生命呢?
月球潮汐锁定现象示意图
原来,根据科学家建立的相关理论模型来看,只要格利泽581g的大气足够厚,那么蒸发性的化合物就会从它被锁定的正面移动到背面,从而带去一定的热量,最终使两个面的热量趋于一致。
也就是说,即使被潮汐锁定,一面永远有光,一面永远黑暗也没关系。因为靠着较低的自转速率以及浓厚的大气,两面的温度还是可以进行一定的置换的,最终维持到我们想要的那种“宜居温度”。
格利泽581g的大气模型模拟图
至于100%存在生命的问题,其实是发现该行星的史蒂文·沃特在采访时说的一段话,可能是因为这是自己的重大发现,所以他显得十分自信与乐观。被问及预测其上是否存在地外生命时,他给出了肯定的答案。
他说:“我不是生物学家,也没在电视上演过这个角色,但从生命的轫性与习性上来看,我认为格利泽581g上存在生命的机会是100%。”
地外生命的形象设想
值得一提的是,其他科学家确认为他这是在“自卖自夸”,因为格利泽581g其实自诞生以来就存在颇多的争议。不少科学家表示,不能因为它的距离近,就对它的各种情况妄下定论,而是要等待找到更多的证据。那么,格利泽518g身上都存在着哪些争议呢?在这之上真的会存在生命吗?
在星球上观望宇宙的构想图
它的存在颇具争议格利泽581本身是一颗红矮星,作为恒星当中著名的小个子,红矮星不仅体型小,就连表面的亮度也非常低。
所以科学家在判定红矮星周围的宜居带的时候,可能不会将距离拉得这么远,毕竟它发出的能量相比太阳这种级别的恒星来说还是很弱的。
科学家最初在发现这颗红矮星的时候,就发现在其周围存在其他的行星,只不过相较于其他行星,格利泽581g的距离更合适,所以科学家就认为它在宜居带当中的可能性更高。
格利泽581轨道与太阳系轨道的对比图
不过随着研究的深入,人们还是质疑它的真实性,并表示史蒂芬和其研究小组发现的格利泽581g可能只是主恒星磁场爆发使得光线误差成像,最终让我们看到了一个“幻象”。
资料显示,格利泽581g被宣布发现的第二年就被来自加拿大的天文统计专家,以“贝叶斯分析方法”再次佐证该星不存在——模型报告同一系统中没有任何一颗行星位于宜居带,而格利泽581g存在这一结论有误的可能性是99.9978%。
恒星磁场爆发的构想图
这是有关格利泽581g的第一个争议,那就是它是否真实存在。虽然发现它的人表示这颗行星绝对存在并且在宜居带当中,但是质疑派依旧表示在没有足够的证据之前,不能妄下定论。
第二个争议就是格利泽581g真的“适合居住”吗?
由于这家伙被潮汐锁定,所以它表面的情况应该跟我们设想的不一样,就算有以上的大气模型证明它可以在某种条件下维持正常的温度,可这个前提是它要有足够浓重的大气,并且大气的成分也要符合预期。
格利泽581g大气和气候的初始模型图
最后就是只要“像”地球,就可以孕育生命了吗?
其实并不见得,因为生命诞生其实会受到多方面的限制,我们现在只是照葫芦画瓢的寻找相对符合的大方向而已。但是在生命的诞生与演化当中,多的是意外,所以100%确定超级地球上就一定能诞生生命的理论不够严谨。
不过为了不在宇宙当中“大海捞针”,科学家依旧会按照寻找宜居带的方式去寻找与地球类似的行星。那么,宜居带到底需要满足哪些条件呢?
“超级地球”的构想图
“宜居带”其实很讲究首先就是行星要处在合适的位置上,它与恒星的距离不能太近也不能太远,毕竟离得近会被烤糊,而离得远又变成了冰冻的世界。这两点,都不符合人们对液态水的需求。
其次就是适宜的温度,实际上位置有时候就已经决定了温度,但是有时候不免出现像金星这样的奇葩,明明和太阳之间的距离与水星相比要更远,但是表面温度竟然比水星还要高。
金星的表面温度高达485℃
其次就是宜居带还要看更高一级的分布情况,换句话说判断完地球是否处在太阳系的宜居带当中后,还要看太阳系是否处在银河系的宜居带当中。
根据科学家的研究发现,银河系的内侧和外侧都不属于宜居带,以内侧为例,内侧的大质量恒星太多了,它们基本都比太阳年龄大,未来等其“寿终正寝”出现超新星爆发的时候,附近的太阳系就要遭殃了。
格利泽581g和地球在宜居带中的对比
至于外侧为什么也不合适,主要是因为外侧的金属太少了,虽然不是说“贫瘠的土地上”不配诞生生命,但事实确实是这样,金属物质对于类地行星和生命来说是非常重要的。
资料显示,银河系盘便具有很明显的金属丰度梯度:从银河系中心向外1万光年,铁的丰度平均下降35%。
银河系的金属丰度梯度示意图
总之,人类这些年在宇宙中忙活了半天依旧没找到地外生命,许多对宜居行星的判断也有错误。这可能就证明了,生命的诞生是非常“偶然”的,并不是单纯地满足了所有条件就可以,毕竟宇宙当中的意外太多了