事实如此浪漫

哈哈哈镜子地球

插图由NASA Ames/ jpl -加州理工学院提供

距离天文学家宣布首次发现系外行星(围绕太阳以外的恒星运行的行星)刚刚过去20多年,这些行星在这期间的进展是如此的寻常,以至于现在背诵起来似乎平淡无奇:现在有数千颗编目系外行星而仅在银河系就可能有数千亿人等待被发现。系外行星搜索的数量和复杂程度稳步增长,越来越多地发现在大小和轨道上与我们相似的世界。这样的世界看起来大到足以容纳大量的大气层,但仍然小到足以像地球一样多岩石。它们似乎既不离恒星太近,也不离恒星太远,而是居住在一个星球的某个地方宜居区“在这两个极端之间,在液态水和我们所知道的生命可能存在的轨道上。

考虑到这一切,你可以理所当然地认为,现在的天文学家任何一天都会找到一个真正的孪生星球,一个“类地”世界,蓝色的海洋,白色的冰帽,棕色的大陆,绿色的植物,所有这些都在黄色的太阳下蓬勃发展。考虑到典型的新闻报道和新闻稿,你可能会错误地认为他们已经有了。现在每隔几个月,一个新的,最好的候选人因为一颗类地行星被宣布,取代了之前的最后一颗最佳候选行星,直到另一颗被认为是更类地行星的继任者出现。尽管这一进展令人兴奋,但它只是部分受到实证测量的推动。每个公告通常包括一个艺术家表演的蓝绿色星球如此熟悉,眯着眼,你几乎可以看到你的房子隐藏在云的漩涡,但实际上你可以潦草的总和我们突出知识每个世界fat-tipped标记在一只手的手掌。目前,在最好的情况下,我们所知道的任何潜在的“类地”系外行星都是年龄、轨道、半径和质量,所有这些都是从其恒星的闪烁和振荡中得出的,都有一定程度的不确定性。

4月18日,美国国家航空航天局(NASA)开普勒太空望远镜的科学家们开始了这个周期的最新一轮宣布他们在一颗橙色恒星开普勒-62的宜居带中发现了两颗貌似岩石的行星,而开普勒-62是一颗比1200光年远的太阳稍小、温度稍低的恒星。开普勒-62e是一颗比地球大60%的行星,在可居住区内边缘附近每隔122天围绕恒星运行一周。另一颗,开普勒-62f,如上图所示,比地球大40%,每267天围绕恒星运行一次,靠近可居住区的中部。每一个世界都会“穿越”它的恒星(直接穿过地球和恒星之间),在光年范围内向我们的太阳系投射一个阴影,以显示行星的大小。两个世界都被热切地称为“超级地球但迄今为止,天文学家还无法测量这两颗行星的质量或组成,更不用说在如此遥远的星际距离上拍照了。总的来说,这是一个伟大的发现,它预示着在不久的将来会发现更多有希望的行星。有令人信服的理由相信这两颗行星事实上都是岩石行星,可能与我们自己的行星很相似。这就是说,这些信仰必须面对这样一个事实,即在我们多年来寻找像家这样的地方的过程中,最大的不变点就是打破了尘世的期望。

每一个公告都包括一个蓝绿色的星球,它是如此的熟悉,你眯着眼睛,几乎可以瞥见你隐藏在云漩涡下的房子。但实际上,你可以在一只手的手掌上用尖头记号笔写下我们对它的全部了解。

例如,首次确认系外行星脉冲星是超新星大质量恒星爆炸后留下的一个由简并中子组成的旋转球体。没有人预测过在这种奇异物体周围会有行星存在,但它们确实存在。下一个被发现的行星也颠覆了人们的预期。它们围绕着像我们的太阳一样的恒星,但在非常近的轨道上运行,年数只相当于地球上的几天,它们也和我们的木星一样大。当时占主导地位的行星形成理论是为了解释我们太阳系的结构而建立的。他们很难解释为什么热木星所以我们所有的理论都必须修正。在开普勒和其他行星搜寻调查最近发现了另一颗行星后,它们现在正在再次被修正意外的对象类目前发现的大多数行星系统都与我们的行星系统非常不同,它们有几颗中等质量、次海王星大小的行星,都在紧凑、近距离的轨道上运行,而我们的行星系统只有很小的水星和空旷的空间。我们自己熟悉的架构可能是例外而不是规则。这些奇怪的新世界中,究竟大部分是气态的“迷你海王星”还是岩石构成的“超级地球”,目前还不得而知。不过,如果运气好的话,十年内我们可能会开始揭开真相。所有这些发现的统一主题是,没有一个是可以从我们在太阳系的本地环境推断出来的,它们应该共同提醒我们还有多少东西需要学习。

下次在媒体上宣布一个可能类似地球的世界时,我鼓励你们用一幅不同的图片来代替新闻稿中包含的任何耸人听闻的插图。下面是一张金星的照片,由日本的“日野”号宇宙飞船在去年6月金星横穿太阳时拍摄。这里没有绿色的大陆或蓝色的海洋,只有行星的轮廓和穿过大气层折射的微弱的太阳光环,与我们实际看到的遥远的系外行星大致相似。就在20世纪50年代,科学上认为金星是镜像地球是合理的。它几乎和我们自己的星球一样大,只是稍微靠近太阳。因此,金星将是一个比地球更温暖的世界,但遮住金星表面的云层给了天文学家希望,因为云层也可以作为一个屏障,将大部分阳光反射回太空,然后再加热地球。也许金星是一个丛林世界,到处是茂密的森林和潮湿的沼泽。在太空时代的黎明和金星的机器人侦察之后,这些梦想破灭了;金星被发现是一个地狱般的地方,在一个几乎纯二氧化碳的稠密大气中,散布着硫酸液滴,炽热而干燥。在从望远镜观测到更直接观测的转变过程中,火星也经历了类似的太空时代——从地球上坠落。有些人怀疑这是一个由植被覆盖的平原和古老的运河建设文明组成的星球,却变成了一个冰冻干燥的锈迹斑斑的世界,在那里,生命(如果真的存在的话)在最薄的边缘勉强生存。

JAXA/NASA摄

我们今天必须面对的严峻现实是,行星搜寻者可能需要很长时间才能观察到任何可能适合居住的系外行星,就像我们19世纪的祖先观察到我们最近的邻近世界一样。与此同时,明智的是要记住,通过光年外的开普勒望远镜,金星、地球和火星很容易被解释为围绕一颗遥远的黄色恒星运行的三个“宜居”行星。当然,真相要复杂得多,而且很有可能会在任何急切的外星人准备好他们的飞船去金星度假之前被发现。

在我的下一篇文章中,我将更深入地探讨我们在谈论“类地”行星时所谈论的内容,以及我们在不久的将来研究潜在宜居天体的选择。


李·比林斯(Lee Billings)是一位居住在纽约市的自由撰稿人。五十亿年的孤独他的书《寻找类地系外行星》,将于今年10月由Current/Penguin出版。


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