據物理學(xué)家組織網(wǎng)站報道，近日，一名美國科學(xué)家指出，人們在開(kāi)展系外宜居行星搜尋時(shí)應當更加保守，這也應當成為未來(lái)設計類(lèi)似“類(lèi)地行星搜尋者”(TPF)等專(zhuān)門(mén)空間望遠鏡設備時(shí)應當注意的
據物理學(xué)家組織網(wǎng)站報道，近日，一名美國科學(xué)家指出，人們在開(kāi)展系外宜居行星搜尋時(shí)應當更加保守，這也應當成為未來(lái)設計類(lèi)似“類(lèi)地行星搜尋者”(TPF)等專(zhuān)門(mén)空間望遠鏡設備時(shí)應當注意的。
這種更加保守的原則意味著(zhù)我們要搜尋的系外行星應當在其地表?yè)碛幸簯B(tài)水，并且擁有液態(tài)或固態(tài)的表面，而不是像木星和土星那樣的氣態(tài)巨行星。太陽(yáng)系中的宜居帶范圍是指代液態(tài)水能在行星體地表穩定存在的區域，一般認為在這樣的條件下生命將可以存在。由于液態(tài)水對于生命的重要性，如何定義宜居帶便成了搜尋存在生命的其它行星時(shí)的關(guān)鍵問(wèn)題，如何定義宜居帶也將決定我們在未來(lái)將如何設計我們的下一代專(zhuān)用于進(jìn)行系外行星和生命搜尋的先進(jìn)望遠鏡。
詹姆斯·卡斯汀(James Kasting)是美國賓州大學(xué)地球科學(xué)教授，他表示：“這是一個(gè)最宏大也最古老的問(wèn)題，科學(xué)家們一直在嘗試進(jìn)行回答，那就是：地球是唯一的嗎?”他說(shuō)：“美國宇航局正在太陽(yáng)系內部的其它天體搜尋生命跡象，但我們中的一些人認為，或許對圍繞其它恒星運行的系外行星展開(kāi)搜尋將會(huì )是回答這一問(wèn)題最好的方法。”
最近與卡斯汀一同工作的一名博士后拉維·科帕拉普(Ravi Kopparapu)進(jìn)行了一項研究，提出小質(zhì)量的M型恒星周?chē)司訋Х秶鷥却嬖谂c地球相似的系外行星的概率大約為0.4~0.5.這也就是說(shuō)，如果你要想找到4顆與地球相似的系外行星，你大約只需要對10顆M型恒星周?chē)M(jìn)行搜尋即可。這一估算數值來(lái)自美國宇航局的開(kāi)普勒空間望遠鏡，其連續4年對大量恒星進(jìn)行精確測光觀(guān)測以搜尋其近旁隱匿的系外行星。在此之前，科學(xué)家們給出的概率估算值是0.1左右，這就迫使天文學(xué)家們不得不檢視更多更遠的恒星目標。
而更新的一項估算研究由參加開(kāi)普勒科學(xué)會(huì )議的天文學(xué)家埃里克·佩提古拉(Eric Petigura)和他的同事們在今年的11月初宣布，他們對類(lèi)太陽(yáng)恒星周?chē)倪@一概率進(jìn)行了估算，結果為0.22左右。不過(guò)卡斯汀和科帕拉普認為佩提古拉小組的估算結果可能要比實(shí)際情況高出了兩倍左右，因為他們在進(jìn)行計算時(shí)采用的宜居帶定義太過(guò)寬泛和樂(lè )觀(guān)了。如果情況的確如此，那么這一估算值將會(huì )下降為0.1左右。
傳統上而言，一顆行星能否支持在其地表存在液態(tài)水一直被認為是判斷其能否支持生命存在的依據之一。盡管也有人提出僅僅依賴(lài)地下水體同樣足以維持生命的存在，但要想檢驗這一理論目前來(lái)看還遠遠不可能，因此天文學(xué)家們目前的注意力仍然應該是集中于對地表水的關(guān)注。
卡斯汀在一篇論文中寫(xiě)道：“我們所知的所有生命形式都是碳基生命，并且至少在其生命的某一階段都需要液態(tài)水。因此，如果我們發(fā)現一顆行星上存在液態(tài)水，那么我們很快便會(huì )想到那里是否有可能存在碳基生命。”
盡管目前美國政府尚未撥款支持“類(lèi)地行星發(fā)現者”(TPF)探測器的研制工作，但目前針對系外行星的研究實(shí)際上正在不斷加強。TPF探測器將有能力對遙遠的系外行星大氣成分開(kāi)展觀(guān)測。而舉例而言，如果檢索超過(guò)30顆系外行星之后仍然沒(méi)有發(fā)現生命存在的跡象，那么我們就將有理由對前景感到悲觀(guān)。
不過(guò)，盡管在其它行星上發(fā)現生命將是極有意義的，但如果能夠證明在其它行星上不存在任何生命形式，同樣將具有重要意義?？ㄋ雇”硎荆?ldquo;或許宇宙中每一顆符合條件的行星上都存在生命。我們目前還不知道這個(gè)問(wèn)題的具體答案，但這的確是有可能的。如果你是一個(gè)樂(lè )觀(guān)主義者，那么你會(huì )認為只需要擁有合適的環(huán)境條件便會(huì )出現生命。既然地球上出現了生命，為何其它行星上不會(huì )出現?”
卡斯汀補充道，或許我們對于與地球相似的系外行星開(kāi)展的早期觀(guān)測給出的答案將會(huì )相當模糊。比如說(shuō)，我們可能會(huì )在一顆行星的大氣中檢測到氧氣，但卻沒(méi)有發(fā)現甲烷的信號。但即便如此，也將開(kāi)啟未來(lái)開(kāi)展進(jìn)一步研究的大門(mén)。
盡管乍聽(tīng)上去，在遙遠的天空深處搜尋生命似乎還非常不成熟，但卡斯汀指出，天文學(xué)家們將其視為一種可以與哥白尼提出日心說(shuō)相比的革命?？ㄋ雇≈赋觯?ldquo;當我們得知是地球在圍繞太陽(yáng)運行，而不是相反，這件事會(huì )對你的生活造成什么影響嗎?如果你僅僅是一個(gè)普通人，那么這當然不會(huì )對你產(chǎn)生任何影響，一切還是它原來(lái)的樣子。但是如果你將你的思維稍稍擴展一些，那么它將幫助你找到我們在宇宙中的位置，那就是，我們實(shí)際上僅僅是生活在一顆非常渺小的星球之上，圍繞一顆非常普通的恒星，一同在廣袤的星系之中運行。在銀河系之外還有無(wú)數其它的星系。這是一項偉大的，具有深遠意義的認識，是人類(lèi)思維的重大改變。我們將TPF視作幾乎等同于哥白尼日心說(shuō)那樣的思維革命，那就是首次了解地球以及生命是否是宇宙中唯一的存在。”
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