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一颗距离地球约20光年的行星,被认为100%存在生命,原因何在?

 skysun000001 2022-02-09

几乎所有的人都认为人类最终会离开地球的怀抱,前往宇宙中的另一个星球

图片SpaceX殖民火星的构想图

因为已经有无数的科学家预言,未来的地球会拥挤不堪,资源会捉襟见肘。尽管现在的地球还能够支撑人类的一切活动,但是未雨绸缪一直是人类的一种超前计划。

人类现在已经拥有众多的望远镜,可以看到或者监测到宇宙更远的地方,而在这其中,寻找宜居星球是一个重点。

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科学家已经发现了很多环境与地球类似的行星,不过大部分离地球都太远了。被寄予厚望的Gliese 581 g格利泽 581 g,离地球只有大约20光年的距离,有些科学家认定,这颗行星不仅适合居住,上面100%存在生命。这颗星球为何如此吸引天文学家们的注意,它能否成为我们未来移民的首选?

图片格利泽581g想象图

宜居的星球

人类对自己的诞生很自豪,同时也保持着清醒,我们相信宇宙中不会只有地球一颗孕育生命的行星。因此对于太阳系外存在其他生命的说法,大部分人都持相信的态度。可是要怎样才算是一颗适合生命居住的星球呢?为什么我们的太阳系没有地球以外的第二颗有生命的行星?

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衡量一颗星球是否宜居,我们自然是以地球作为参照物来比较的。首先这颗行星必须得是岩石为主体的星球,因为根据太阳系类推,气体星球一般离恒星的距离都很远。

并且,没有岩石就没有陆地,如果一颗气体星球呈现固态,那么只能说明一件事,这颗行星很冷,冷到了气体都凝华了。这样的星球是不适合大部分生物生活的,即便围绕一颗恒星运转,上面的热量也不足以维持生命所需。

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就算是一颗岩石行星,它与恒星的距离也要合适,不能太近也不能太远。详情可以参考太阳系的水星和火星,它们一个距离太阳太近,另一个距离太阳太远。倒不是说这个距离一定要和地球到太阳的距离一样,因为恒星的大小不同,它的宜居带也会不同。因此生命的黄金距离,需要主恒星的质量和体积来决定。

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光有恒星也不是万能的,这颗恒星还要正当壮年,不能老态龙钟。恒星的壮年就是主序星时期,能够持续不断输出稳定的热量。满足上面两个条件后,这颗行星自己还得具备液态水。人类目前还无法证明液态水之外能够孕育生命,根据早期地球推断,只有液态水才是生命诞生的温床

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地球上的一切生命起源于海洋,所以一颗宜居或者有生命的星球上面起码要有水。这个时候,有人会说,还需要氧气。因为这也是我们的地球在太阳系独有的。然而不是,这颗星球需要大气层,可大气层的成分可以与地球有差异。

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我们的地球在诞生之初基本上是没有氧气的,生命诞生在大气中出现游离氧分子之前。确切地说我们地球的氧气来自早期生命的光合作用,所以氧气不是生命所必须的。不过如果这颗行星被视为今后的移民星球,那么它得具备氧气

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其实根据天文学家的发现,符合这样条件的行星有很多,光是银河系可能就有600亿颗。可是,它们中的绝大多数距离地球上百、上千甚至上万光年,就算知道它适合人类居住,以我们现在的技术,也是无法到达的。

遥远的开普勒-22 b

2011年,NASA宣布了一颗由开普勒望远镜观测到的系外行星,命名为开普勒-22 b,它的主恒星是开普勒-22,位于天鹅座,根据这颗行星的位置编号为b。天文学家们在公布它的时候很激动,因为这是一颗十分接近我们现在地球的行星。

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开普勒-22 b的大小是地球的大约2.4倍,它的表面很有可能覆盖着海洋,行星表面的平均温度为22摄氏度,很适合生命生活。并且它很有可能有与地球相似的大气层,形成了一定的温室效应,让整个行星的温度可以保持在一定的范围。

它既不会出现金星那种强烈的温室效应让整个星球燥热无比,也不会像水星那样,正对太阳的一面400度以上,背对太阳的一面零下一百多度。同样的,这颗行星是岩石为主体的,因此不排除上面有陆地。

更主要的是,开普勒-22 b围绕的恒星,其质量和体积都与我们太阳系的太阳相差无几,表面温度在5000~6000摄氏度。

它的年龄在大约40亿岁,太阳的年纪在大约46亿年,因此它也是正处于青壮年的主序星时期行星开普勒-22 b的公转周期大约290天,虽然与地球的公转周期有差别,但是也在可以接受的范围。

可以说,开普勒-22 b各项条件都非常符合我们心目中的宜居星球,只可惜,它距离我们太远了。地球与它之间的距离大约为600光年,这正是因为如此,恒星开普勒-22的光很暗,天文学家很难在望远镜中观察到它。

近在迟尺”的Gliese 581 g

开普勒-22 b 距离我们太远了,想要移民过去几乎不可能,那么就没有离我们很近的宜居星球吗?当然有,那就是距离地球大约20光年的Gliese 581 g,又名格利泽 581 g虽然20光年对于人类来说不算短距离,可比起开普勒-22 b的600光年,这已经算是“近在咫尺”了。

不过格利泽 581 g并不是NASA发现的,关于它是否存在,一直存在争论。支持者认为,格利泽 581 g是恒星格利泽 581的第6颗行星,正好在其宜居带上。可是反对者却认为,格利泽 581只有5颗行星,不存在格利泽 581 g

而且,就算它真的存在,可格利泽 581是一颗红矮星,其质量和体积都远小于太阳,格利泽 581 g又离它比较远,因此,并不是很适合生命居住。

经过天文学家的预算,格利泽 581 g的表面温度在零下30度到零下12度之间,公转周期大约是37天。光从这些数据上看,这颗行星很寒冷,即使上面有水,也是固态水。更要命的是,格利泽 581 g和它的母恒星之间存在潮汐锁定

何为潮汐锁定?当行星或者卫星,其公转的周期和自转的周期相同,它的一面始终朝着中心天体。也就是说,格利泽 581 g只有一面接受恒星的热量,另一面处于黑暗和寒冷之中。

这对想要诞生生命或者生命居住来说,不算什么好事情。这表明,格利泽 581 g的表面受热很不均匀,而它距离母恒星的距离大约965万公里,格利泽 581 g的体积和质量还比地球大,可恒星格利泽 581远比太阳小。因此行星表面的温度会比较低,即便是正对恒星的一面也不会超过零度。

格利泽 581 g虽然冷,但是它并不会继续冷下去。 它的质量是地球的大约3倍,体积是地球的1.2倍,根据计算,它的引力大约是地球的两倍,因此它的大气层非常稳定。虽然潮汐锁定,格利泽 581 g还是在源源不断地接受母恒星的热量,面朝中心恒星的一面始终处于一种黄昏的状态,让这颗行星笼罩在暮光之中。

天文学家们断定,再给格利泽 581 g一些时间,它就可以形成稳定厚度的大气层,其主要成分会有二氧化碳和甲烷,这些都是温室气体。一旦格利泽 581 g的大气层形成后,它便可以开始出现温室效应,让整个星球的温度上升,并最终趋于一个稳定的值。这个时候,它上面的固态水会融化成液态水,从而在水中诞生生命。

当稳定的大气形成之后,人类再移民上去,就不会有现在的那种不合适。唯一的差别可能就是星球上的光线比较微弱,不如地球上的明亮,可对于孕育生命来说完全足够了。

要知道早期的地球原始大气稀薄,可忽略不计,紫外线轰击着地球上的水,将其分解为氢气和氧气,由于早期的地球引力也远不如今天,造成自己失去了水。如果没有大气层,地球最终会失去自己所有的水,只留下水来过的痕迹。所以天文学家们对于格利泽 581 g孕育生命的可能持100%的相信态度。

如何到达

既然选择格利泽 581 g的原因是为了未来的星际移民,那么我们应该如何前往呢?很遗憾的是,以人类现在的技术,很难到达。目前人类最远的探测器是两艘旅行者号,它们依旧没能离开太阳系,更何况是太阳系之外的恒星系。

对于人类来说,宇宙太过于宽阔,即便是光,从地球到格利泽 581 g也要花费20年,人的寿命是有限的,如果用人类的飞行器,很有可能一个人的人生都不够飞的。

就算未来人类的寿命变长了,如何解决飞船燃料的问题?有人说可以使用核能,理论上核反应是无限的,剧变、裂变重复循环使用。只不过人类现在还处于无法控制核能的状态,所以在反应的过程中有能量的损失,因此现在大部分的核相关,都是一次性的。如果人类可以控制核聚变与裂变,就可以实现无限循环,让飞船永远运行下去。

最理想的核聚变燃料是水,水里面最多的就是氢原子,而那些适合人类居住的星球,其最基本的条件就是要有液态水。因此,核能是目前所有的能源里,未来唯一可以脱离地球环境使用,也是宇宙通用的能源。不论在宇宙中的任何位置,只要能够控制住核聚变,就能驱动宇宙飞船前进。

不过天文学家担忧的并不是人类能否克服核技术,而是这颗星球上的生命处于什么样的文明等级。人类有文明,并且是地球上最高级的存在,可是放到宇宙中,人类的文明只能算个弟弟,我们连第一级宇宙文明都没有达到,更不要说后面更高维度的等级。

要知道星际航行不一定需要直接前往目的地,宇宙中有很多可以利用的能量,比如黑洞、虫洞等。如果人类探寻到的星球上面早就有更高等级的文明,它也会察觉到人类的存在,我们无法肯定它对人类的态度是敌视还是友好

人类的历史告诉我们,即便同为一个物种,人类自身都是冲突不断,利益纠葛,更何况与我们完全不是一个物种的宇宙生命?

人类太空移民是为了寻找新的居住地,但谁也无法预料到,我们前往的是另一个生命的摇篮?还是无形中将自己推向了更深的地狱?

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