人类寻找外星生命和文明主要有两大方式,一种是用诸如“中国天眼(FAST)”这样的射电望远镜来接收外星信号,还有一种是寻找太阳系外的宜居星球。
根据《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)杂志发表的一项新研究[1],天文学家新发现了两颗超级地球,它们都要比地球更大,都有可能是适居行星,而且其中有一颗或是目前已发现第二适居的星球。
最像地球的外星世界
已知最有可能存在外星生命的系外行星为TRAPPIST-1e,它位于41光年之外。TRAPPIST-1e的主恒星TRAPPIST-1已经存在了76亿年,它已知拥有7颗行星,它们都是岩质行星。
TRAPPIST-1e比地球小一些,质量为地球的77%,半径为地球的91%。研究显示,这颗行星处在宜居带范围内,它可能拥有浓厚的大气层,表面温度适合液态水存在。
另一方面,开普勒-452b也被认为是一颗最像地球的系外行星之一。开普勒-452b位于1830光年之外,其主恒星开普勒-452几乎就是太阳的翻版,无论是质量,还是温度,都非常接近于太阳。
而且就像地球那样,开普勒-452b的轨道半径也是1个天文单位左右,这意味着它正处于宜居带中。只不过这颗行星要比地球大了不少,它的质量高达地球的5倍,半径为地球的1.5倍。
两颗超级地球
这一次天文学家新发现的两颗超级地球LP 890-9b和LP 890-9c位于南天的波江座,距离地球大约105光年。通过凌日法,即行星周期性经过恒星前方,遮挡住极少部分的星光,通过探测恒星光度的细微变化,就能确定行星的存在。
这两颗行星的主恒星LP 890-9为一颗暗淡的红矮星,它的质量还不到太阳的八分之一。质量越小的恒星,也会显得更暗更冷,它的表面温度仅有2600℃,这比太阳表面温度低了2900℃。
如果那里行星的轨道半径与地球差不多,那么,它将无法接收到足够多的恒星能量,表面温度将会低至零下百来度。而新发现的两颗行星都非常靠近主恒星,这让它们都有可能是宜居星球。
LP 890-9b距离主恒星只有280万公里,它的公转周期只有2.7个地球日,过一年只要2.7天,它比地球大了30%。LP 890-9c距离主恒星为596万公里,它的公转周期为8.4个地球日,过一年只要8.4天,它比地球大了30%至40%。
这两颗都是潜在适居的系外行星,而LP 890-9c更是被认为是已知第二适居的系外行星。它接收到的恒星辐射能量大约是地球的90%,如果它拥有大气层,那么,表面很有可能存在液态水海洋,这样就有条件进化出类似于地球生命的外星生命。
但不像地球那样每个面都能照射到太阳,LP 890-9c已经处于潮汐锁定的状态,也就是自转和公转周期同步,它自转一圈也是8.4个地球日,这使得它有一侧永远朝向主恒星,而另一侧永远背对主恒星。
这就像月球相对于地球那样,月球因为被地球潮汐锁定,永远只有一面对着地球。在LP 890-9c上,一侧永远是白天,一直被恒星照亮,而另一侧永远是黑夜。
天文学家之所以这么看好LP 890-9c,还有一个原因是它已经存在了极为漫长的时间。据估算,LP 890-9的年龄长达72亿年,这比太阳更老26亿年。在漫长的时间长河中,LP 890-9c也许早已进化出生命,甚至有可能比地球更早出现智慧物种。
另外,LP 890-9作为一颗质量极低的红矮星,其寿命也极为漫长,至少为数千亿年(太阳仅为100亿年),这要远远长于目前138亿年的宇宙年龄。也就是说,在如今的宇宙中,还没有出现死亡的红矮星。
LP 890-9c与地球既有相似之处,又存在很大的不同。也许这颗星球上会出现人类无法想象的外星生命,当然,也有可能这颗星球上荒凉一片,没有任何生机。想要揭开这个谜团,最好的方法无疑是去造访这颗星球。
前往105光年之外
从宇宙尺度来看,距离我们仅有105光年的LP 890-9c,可以视为地球的近邻。不过,对于渺小的人类而言,这个距离还是非常远的,即便以光速飞向这颗星球,也要105年的时间才能到达,相当于耗费了一个人的一生时间。
假如目前正在飞向宇宙深处的旅行者1号前往这颗星球,它以16.9公里/秒的速度前进,到达那里将是在186万年之后。如此看来,前往那里探测是否完全没有可能?
根据爱因斯坦的相对论,宇宙中最快的速度为光速,这看似限制了人类的宇宙飞行,但其实不然。相对论还表明,时间在不同参照系中的相对流逝速率是不一样的,越接近光速,流逝速率越慢。具体计算公式如下:
如果宇宙飞船的速度能够达到光速的99.545%,只需10年就能到达LP 890-9c。而如果速度能够达到光速的99.995%,飞船上过1天将相当于地球上过3个多月,所以只要1年的时间就能到达。
理论上,未来人类可以通过相对论效应实现星际飞行。同样地,先进的外星文明也可以用类似的方法,甚至通过制造连接宇宙空间两端的虫洞,从遥远的外星世界飞到地球上。
不过,著名宇宙学家霍金曾对此表示担忧,因为我们不清楚外星文明是否抱有善意,如果不是,或给人类文明带来未知的风险。也正因为如此,他反对人类在宇宙中暴露自己,他认为我们不该主动接触外星文明。
参考文献
[1] L. Delrez, C.A. Murray, F.J. Pozuelos, et al. Two temperate super-Earths transiting a nearby late-type M dwarf, Astronomy & Astrophysics, 2022, DOI: 10.1051/0004-6361/202244041.
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