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48光年外,一颗行星兼具生命三大特征,这次稳了吗?

天文学家在48光年外取得重大发现,一颗行星兼具生命三大特征,这次人类寻找地外生命的成果稳了吗?近日,国际权威学术期刊《科

天文学家在48光年外取得重大发现,一颗行星兼具生命三大特征,这次人类寻找地外生命的成果稳了吗?

近日,国际权威学术期刊《科学》杂志发表了一项重要研究成果,由美国哈佛-史密森天体物理学中心领衔的国际研究团队,在人类历史上首次发现了一颗行星同时具备“生命所需三大特征”,即岩石天体、位于宜居带且拥有大气层。

(人类首次发现一颗行星兼具生命三大特征)

岩石天体,意味着它像地球一样有固体表面,可以给生命提供远远比气体行星更稳定的孕育环境;处在宜居带,意味着它的地表温度比较适宜,如果有水的话必然以液态形式存在,适合进行生物化学反应;有大气层不仅指向生命体的呼吸,更重要的在于其可以抵御来自恒星和宇宙的强大辐射,防止生命体的结构被破坏。

迄今为止,人类已经发现超过6000颗系外行星,满足每一个条件的都发现了很多,但兼具这三个且得到确认的,至今才只发现了第一颗。

这颗行星名叫LHS 1140 b,位于距离我们约48光年的鲸鱼座方向。

2017年,天文学家首次发现这颗行星的信号,并利用凌星法确认了它的存在。它围绕着一颗红矮星公转,其宿主恒星的质量和半径都是太阳的1/5左右,温度约为3000K。

(天文学家认为红矮星周围可能发现生命)

红矮星是一种特殊的天体,它是恒星类型中数量最多、温度最低、但生命最长的,通常可以超过100亿年。这意味着,它可以给周边的行星提供足够长时间的稳定环境,来慢慢孕育生命。因此,天文学家对红矮星周边的宜居环境始终充满信心。

随后,研究人员利用美国宇航局的詹姆斯·韦布太空望远镜进行大量观测。结果研究人员没有失望,这颗行星确实“有点东西”,检测出了生命三大信号。

也有很多人好奇,隔着48光年的距离,天文学家是如何确认它的各种信息的呢?

固体表面

根据观测,LHS 1140 b的半径比地球大了70%。

(LHS 1140 b和地球的尺寸对比)

在太阳系中,比地球大的都是气体行星,其中最小的是海王星。按理说,比海王星大的就都是气体行星,但介于地球和海王星之间的天体怎么样,天文学家一直不知道。

但根据LHS 1140 b的质量看,大约是地球的5.6倍。通过质量和体积数据,可以计算出它的密度,结果表明它处在岩石行星的密度范围内,因此研究人员做出这个推测。

其实一开始,天文学家认为它可能和海王星比较类似。但他们结合此前哈勃、斯皮策、TESS等太空望远镜的观测数据后,得出这个结论。

宜居带

(韦布望远镜)

据观测,这颗行星距离宿主恒星只有日地距离的9.5%,因此只需要24.7天就能完成一次公转,这里的一年比地球一个月还短。

虽然LHS 1140 b和宿主恒星非常近,但由于恒星表面温度本身也比太阳低得多,所以没有被烤得太热。研究人员分析,它接收到的恒星辐射约为地球的43%,其理论基准平均温度为-47℃。

虽然这个温度远低于冰点,但研究人员只考虑了恒星辐射的因素,没有考虑大气层的保温或者其他增温效果。因此实际情况下,LHS 1140 b的表面温度确实允许液态水存在。

另外,考虑到LHS 1140 b被宿主恒星潮汐锁定,其中一面永远处在照射之下,这也可以持续加热,并防止表面的水(如果有的话)被反复冻结。而另一面,可能永远处在阴影、冻结状态,因此天文学家形容它有一个“牛眼海洋”。

(LHS 1140 b可能只有一小块表面未被冻结)

甚至即便表面温度没超过冰点,只要有海洋,其深层保温效果较好,同样有可能孕育生命,类似于地球海底热液周围的生物群落那样。

大气层

大气层对LHS 1140 b极其重要。红矮星虽然温度低,但恒星活动实则比太阳更激烈,辐射尤其强大。即便LHS 1140属于相对安静的红矮星,但也只是相对辐射较弱,实际上同样足以杀死人类已知的生命。因此,唯有凭借足够强大的大气层,才能捍卫地表可能存在的生命体或者生物大分子。

(红矮星的辐射相当强烈)

发现大气层,是韦布望远镜的拿手好戏。当恒星的光照射到系外行星大气层的时候,其光谱会被特定气体吸收。天文学家只要分析这部分光谱,就能确认这里有没有大气层、大气层的成分如何。

正是通过这种方法,研究人员发现这里有气体在逃逸,确认了其大气的存在。而且研究人员认为,这个大气层已经存在了几十亿年。也就是说,这颗行星可能有几十亿年的时间来孕育生命,而我们的地球,从诞生到出现第一个单细胞生物,连10亿年都没用到。

那么,这些发现是否意味着人类距离发现地外生命更近了呢?

(LHS 1140 b比大部分已发现的系外行星环境好一些)

很遗憾,并不是。

首先,作为生命最需要的水,天文学家还没有发现直接证据。尽管按照它的密度看,理论上应该有广阔的海洋,但至少在大气光谱分析中,研究人员没有发现水蒸气的成分。

而且说到大气层,LHS 1140 b确实有,但和地球大不相同。这颗系外行星的大气富含氦气,而非地球这样的氮气、氧气。氦气作为惰性气体,极难参与化学反应,所以如果这颗星球上有生命体,呼吸是个难题。

(LHS 1140 b只被发现有氦气逃逸)

最重要的是,隔着48光年,天文学家也只能通过这些间接信息寻找支持生命的证据,但无法直接发现生命体。也就是说,研究人员仅仅能确认这里的宜居性,不代表就能发现生命体。以人类目前的科技水平,最有力的证据莫过于通过光谱分析发现一些只有生命体能合成的特殊气体,但在这里,研究人员没有发现。

所以,这篇论文发表后,我们该高兴吗?

该高兴,至少证明像地球这样宜居的星球是存在的。只要基数足够大,即便小概率事件也会发生。

我们该冷静吗?

(读者需客观看待本次发现)

当然也该冷静,因为距离这么远,即便发现生命体也无法交流,更重要的是,天文学家寻找的是普通的生命体,而非外星人这样的智慧生物。以人类的科技水平,主动发现外星人几乎不可能,唯有等着外星人发现我们。

如果真被外星人发现,恐怕对人类来说也不是什么好消息。