那会是另一个“地球”吗？

张唯诚

葛利斯581(GIi ese581)是一颗红矮星，位于天秤座，距地球约20.5光年，质量仅为太阳的三分之一，释放的光也比太阳弱得多。近几年来，这颗昏暗的恒星受到天文学家们的高度关注，因为人们在它的周围先后发现了好几颗行星。今年4月21日，瑞士日内瓦大学的迈克·马约尔等人宣布说，他们在葛利斯581周围又发现了一颗新的行星——葛利斯581e，它的质量仅为地球质量的1.9倍，是目前为止天文学家发现的与地球大小最近似的一颗系外行星。更令人振奋的是，他们还宣布说，2007年发现的行星葛利斯581d是一颗处于“可居住带”内的行星。

宇宙也有“宜居”处

如果地球上的某个地方气候宜人，山清水秀，那会是一个人类的宜居之地。宇宙中也有这样“适宜居住”的地方。在那里，行星表面的温度既不太高，也不太低，所以水可以呈现液态，不会蒸发殆尽，也不会始终凝固不化。

以前的探测结果是，葛利斯581d的公转周期为83天，由于距它的恒星太远，被认为其表面难以形成液体水，但新发现修正了这个数据，显示其公转周期为66.8天，这表明它的距离实际上离恒星要近一些，大约为地球和太阳距离的四分之一。在这个距离上，葛利斯581能够给它的行星更多的热量，从而使葛利斯581d上有可能形成液态水。

科学家们对这次新发现高度重视，因为迄今为止，人们虽然在太阳系外发现了大约350颗系外行星，但绝大多数都是体积巨大、轨道怪异的巨行星，其中的所谓“类地行星”也是要么寒无比，要么炎热异常，要指望在这样的星球上发现生命是难以想象的。马约尔等人的发现是人类寻找系外行星的重要一步，表明“适宜居住”的系外行星能够在宇宙中自然形成并且可能数量可观，因此，寻找这样的“类地行星”并非是遥不可及的事情了。

葛利斯581e的公转周期只有3天多一点，离它的恒星太近，所以表面的温度很高，不可能存在生命。它的非凡意义在于它的质量非常接近于地球，这说明人类发现类似地球大小的系外行星的技术已经日趋成熟。就在不久以前，人们发现的系外行星，其质量多比葛利斯581e大得多，例如葛利斯581b的质量是地球的16倍，葛利斯581c的质量是地球的5倍。2008年6月，瑞士日内瓦天文台的科学家宣布他们发现了5颗系外行星，其中3颗的质量分别是地球的4.2倍、6.9倍和9.4倍。天文学家们把远大于地球但小于地球10倍质量的岩石行星称为“超地球行星”。人类目前正处在发现“超地球行星”的阶段，在这一阶段上，发现像木星这样的大行星已经不在话下，但离发现地球大小的行星还有些距离。

葛利斯581e质量不到地球两倍，它的发现是天文探测技术精度大幅度提高的结果，而由于“科罗”和“开普勒”空间望远镜的升空，人们已经可以用更先进的“凌星”法寻找系外行星了，所以现在看来，找到接近地球大小的系外行星就更加可以期待了。

寻找“类地行星”

加利福尼亚大学的杰夫·马尔西是寻找系外行星的“高手”，他深知寻找系外行星的艰难，特别是质量与地球相差不大的小型“类地行星”。20多年前，这位天文学家用了8年时间搜索星空，他希望通过观测恒星的“摇摆”寻找到一颗系外行星。由于行星不发光，又处在恒星光芒的掩映之中，所以用当时的望远镜无法从地球上直接看到系外行星，天文学家们只能通过间接的方法寻找它们。他们观测恒星的运动，假若一颗恒星出现一种周而复始的“摇摆”，那么这颗恒星的周围就有可能存在着行星，因为“摇摆”很可能是由行星的引力造成的。1995年，马尔西和保罗·巴特勒找到了两颗系外行星，分别是大熊座47b和室女座70b，但他们并不是第一个发现系外行星的人，就在他们发现了这两颗系外行星的前两个星期，瑞士日内瓦天文台的两位天文学家迈克·马约尔和戴迪尔·奎洛兹在飞马座51周围发现了飞马座51b，它是人类发现的第一颗系外行星。

系外行星相距我们十分遥远，又处在恒星的光芒之下，所以发现它们实属不易。天文学家们打比方说，发现系外行星就好比在几千米开外去寻找一只在探照灯边飞翔的萤火虫一样，其难度是可想而知的。好在近几年来，新技术层出不穷。2005年8月，天文学家通过“引力微透镜”技术发现了一颗质量为地球5.5倍的系外行星，它也是当时发现的最小的系外“类地行星”。这颗星的“太阳”也是一颗红矮星。由于这颗红矮星非常暗淡，导致其行星表面温度可能低至零下220摄氏度，所以存在生命的可能性几乎没有。

“引力微透镜”是一种寻找系外行星的新方法，适用于寻找较小的行星，其原理是根据天体引力使光线弯曲而形成的所谓“引力透镜”的放大效应来发现系外行星。2008年6月2日，科学家用“引力微透镜”方法又发现了一颗质量为地球3.3倍的系外行星。这是科学家运用这种技术发现的第七颗系外行星。

2009年2月，欧洲空间局宣布说，“科罗”卫星发现了一颗直径小于两倍地球的系外行星，他们将这颗星命名为COROT－Exo－7b，这是人们采用“凌星”法发现的最接近于地球大小的系外行星，“凌星”法的工作原理是捕捉行星经过恒星表面时恒星光度的微弱变化。科学家们推测，COROT－Exo－7b有可能拥有类似地球的岩石结构，表面非常热，虽然不会有生命，但在物质结构上很像地球，是一颗类似地球大小的“类地行星”，这表明，宇宙中类似地球大小的岩石行星是存在的，而且已经能够为我们所找到了。

是奇迹还是常态

实际上，迄今发现的所谓“类地行星”都并不是严格地类同于地球，尽管它们中的一些可以勉强被称为“类似地球大小的岩石行星”，但其上的环境不是太冷就是太热，即便是葛利斯581d这颗被认为可能存在液态水的行星也并不是那样“适于居住”。它的质量是地球质量的7倍，这样大的质量很难形成类似地球这样的岩石表面，当然，它也不可能是像木星那样的气态巨行星，因为要形成这种行星，它的质量又太小了，所以科学家们推测，葛利斯581d很可能类似于天王星或海王星，它的表面覆盖着冰冷的海洋、氨和甲烷。

尽管由于技术的进步，今天我们已经能够越来越频繁地发现“类地行星”了，但老实说，要真正找到一颗完全意义上的“类似地球”的行星恐怕还是非常困难的。许多科学家充分意识到了这一点，他们坚持认为，我们的地球即使在宇宙中不是唯一，也堪称奇迹。这是因为，在宇宙中要形成一个“地球”，必须在包

括温度、质量、距离、轨道类型、物质组成等所有方面都处在“恰到好处”的状态上，稍有差错便难以形成真正的“地球”。而且，上述所有这些“恰到好处”的因素都必须在相当长的时间里保持不变，只有这样，生命才能得到充足的时间从低级向高级进化和发展。至于智慧生命的产生，那当然就更堪称奇迹中的奇迹了。

想想这些“恰到好处”的因素都是在偶然中无一例外地凑在一起的，哪怕有一个因素出了问题，地球就会遭到类似生物大灭绝这样的灭顶之灾，我们便可以知道，要在茫茫宇宙中找到另一个“地球”是多么困难了，从这个意义上说，我们的地球真可谓集宇宙之万千恩宠于一身，是大自然真正的幸运儿。

不过宇宙中毕竟产生了一个地球，既然产生一个地球，那么第二个、第三个乃至于第无数个难道就不能产生吗?持有这种观点的人认为，宇宙既然如此辽阔，我们就不能认为在茫茫宇宙中的另一些地方没有形成其他“地球”的“恰到好处”的环境。从理论上说，这也是没有错的。

目前，不少科学家似乎有了一个共识，那就是，宇宙中的低级生命也许是常见的，但智慧生命恐怕极为稀少，因为低级的生命，如微生物等能在严酷的环境中生存，但高级生命，尤其是智慧生命则需要极舒适的环境和长时间的进化，能在环境的舒适性和稳定性上满足高级生命存在的星球恐怕不会太多。

“达尔文”计划

尽管今天的望远镜已能直接拍摄到了系外行星围绕它们的恒星运行的图景，但那些行星还是很大，比木星大得多，而且离它们的“太阳”很远，最近的为24个天文单位，晟远的为119个天文单位，而要用望远镜直接为一颗和地球一般大小，且距中心恒星的距离又与地球相近的“类地行星”成像，则要求望远镜在同等条件下能看到比现在成像的行星小3000倍的物体，而且不会因恒星光线的掩盖而看不到它们，要做到这一点，即使动用目前世界第一巨镜——坐落于西班牙加那利群岛上的10.4米口径的大型望远镜也望尘莫及。

不过，下一代巨镜会做得更好。今天，许多计划已经在科学家们的头脑中形成，有些正在实施和即将实施。“类地行星搜寻者”是美国宇航局计划于2014年发射的寻找“类地行星”的探测器，它由两台望远镜组成，其分辨率是哈勃望远镜的100倍，可在红外和可见光波段上搜索“类地行星”，并具备观测行星大气的能力。然而由于资金的原因，这个计划被搁置了下来，与之关系密切的“SIM行星搜寻”项目也被同时推迟。但欧洲空间局的“达尔文”计划则预计于2015年实施，美国宇航局很有可能与欧洲联手推行“达尔文”计划。“达尔文”包括4－5艘探测器，其中3－4艘探测器上装有口径3－4米的太空望远镜，它们组合起来等同于一架巨型望远镜。科学家预计，“达尔文”不仅能发现地球一般大小的行星，而且还能对它们直接成像，并分析它们的大气中是否包含支持生命存在的化合物，包括水、甲烷和氧气等。

葛利斯581离地球并不远，距地球只有20.5光年，但它还不是离我们最近的恒星。离我们最近的恒星是半人马座阿尔发星，距我们只有4.37光年，在宇宙中，这个距离堪称“近若比邻”，但这个距离却是地球和太阳距离的27.6万倍。假若以现在的技术，让一艘航天器前往半人马座阿尔发星，它要在路途上航行十几万年。

由此看来，人类花巨资去探测那些动辄几十光年开外的星球实在并不是为了到那里去，至少这种事在相当长的历史阶段里根本做不到。自哥白尼将地球的宇宙中心地位否定之后，人类一直在思考地球、生命和宇宙之间的关系。我们是唯一的智慧生命吗?地球是独一无二的吗?我们在宇宙中究竟是一种怎样的存在呢?人类渴望获得答案，于是谋求对宇宙拥有更多的认识。认识宇宙就是认识我们自己，认识系外行星更有助于认识我们自己的星球。是人类的求知欲和追求真理的本能引领我们不停探索，永不言弃。

责任编辑庞云