馬娟
生命的長度能否超越人類已知的范疇?生命能否延續(xù)至數(shù)億年?科學(xué)家探測到的星系越來越古老,這似乎預(yù)示著發(fā)現(xiàn)處于宜居帶的古老行星已指日可待。研究人員表示,對研究古代生命的居住習(xí)性和發(fā)展演化而言,了解系外行星上是否有可能存在生命具有重要意義。
2015年1月,蒂亞戈·坎潘特(英國伯明翰大學(xué)研究員,從事星震學(xué)研究)帶領(lǐng)的團(tuán)隊宣布,他們發(fā)現(xiàn)了5顆小型巖質(zhì)行星,位于一顆古老的恒星周圍。這顆恒星是美國航空航天局“開普勒”尋星項目的第一項探索性成果,因而被命名為開普勒-444。
在這項發(fā)現(xiàn)中,坎潘特將該恒星和小行星的年齡精確到了驚人的112億歲。這幾乎是太陽系年齡的2.5倍!但開普勒-444星系的所有行星都不適宜居住,原因在于這些小行星繞恒星的軌道半徑過小。然而坎潘特認(rèn)為,對探索古代宜居星球而言,這些小行星的發(fā)現(xiàn)是一個巨大的進(jìn)步,最好的結(jié)果終將來臨。
他表示:“這項發(fā)現(xiàn)讓人們有理由相信,尚有一些可居住行星未被人類探測到,還需要更多的時間來觀測?!绷硗?,他補(bǔ)充說,隨著越來越多的天文觀測站的出現(xiàn),這一狀況將會有所改觀,但生命體是否能存活數(shù)億年還純屬推測。
坎潘特說,這里存在一個疑問:“若地外生命在如此高齡的星系中存在過,那么這些生命如今是否依然還在?或是已經(jīng)滅絕?”
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),恒星開普勒-444中缺乏鐵元素,但富含所謂的阿爾法元素,包括硅、碳、氮、氧。這些元素形成于宇宙第一次恒星爆炸中,古老恒星因能量耗盡而無法繼續(xù)燃燒時,就會向四周釋放此類元素??才颂亟忉屨f,正是這些元素使得該恒星的行星構(gòu)造令人驚訝。科學(xué)家通常認(rèn)為,水星、金星、地球等類地行星中包含大量鐵元素。坎潘特表示,這項發(fā)現(xiàn)表明,宇宙中有可能存在主要含阿爾法元素的行星。這也意味著形成巖質(zhì)行星的方式多種多樣,因而此類行星在宇宙中比我們先前認(rèn)為的更為常見。
開普勒-444星系與太陽系不同。恒星開普勒-444本身比太陽稍小,而且其行星的軌道半徑也極短。該星系的宜居帶大約始于0.4天文單位,但其與最外圍行星的距離只有0.08天文單位,這大約只是水星距太陽距離的1/5。
人類已知的與開普勒-444年歲相仿的星系很少,其中之一是名為瑪士撒拉的氣態(tài)巨行星,發(fā)現(xiàn)于21世紀(jì)初。2003年初次宣布該發(fā)現(xiàn)時,天文學(xué)家表示,該行星約有127億歲,是地球年齡的2倍多。2014年,天文學(xué)家宣布又發(fā)現(xiàn)了兩顆行星,都位于115億歲的卡普坦星系內(nèi)。恒星卡普坦是以荷蘭天文學(xué)家雅各布·卡普坦的名字命名的??才颂卣f,卡普坦b行星與卡普坦c行星的大小介于超大地球與迷你海王星之間。
另一個古老星系為開普勒-10星系,大約106億歲,但它的兩顆行星依然不適宜居住。2011年發(fā)現(xiàn)之初,研究人員便形容那是一個“遍布高溫巖石的、海王星大小的固體行星”??才颂乇硎荆綔y更多的類地行星需要投入更多功能強(qiáng)大的天文觀測站。幸運的是,有兩個觀測站即將開始運行,美國航空航天局計劃于2017年發(fā)射凌日系外行星勘測人造衛(wèi)星(TESS),歐空局也將于2024年發(fā)射行星凌日與震蕩( 簡稱PLATO)太空望遠(yuǎn)鏡??才颂貙⑴c歐空局的項目。
與開普勒空間望遠(yuǎn)鏡一樣,PLATO太空望遠(yuǎn)鏡將致力類地行星和類日恒星的探測,但這需要更加廣闊的視野和更為敏感的接收器。坎潘特表示,只有二者兼?zhèn)洳庞锌赡芴綔y到更多的目標(biāo)。同時,凌日系外行星勘測人造衛(wèi)星也會重點探測距離地球較近的星球,讓地面天文臺更易追蹤到這些行星。