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“但是它确实在动”。据说,伽利略在1633年被判为异端后,曾经嘀咕了这么一句。这也许是科学史上最著名的一句嘀咕。利用自己亲手制作的望远镜,伽利略看到了许多有悖于宇宙万物都在围绕地球转动的现象。
差不多4个世纪之后,我们已经发现近2000颗围绕其他恒星公转的行星。来自美国宇航局开普勒空间望远镜等观测设备的海量信息,再加上对行星以及恒星系统运转机制的进一步认识,都在迫使我们重新思考另一个地心观点—— 一颗能承载生命的行星看上去会是什么样子。随着搜索的继续,我们可能需要谨记,有生命的星球也许会和我们的地球完全不同。
如果其他星球上确有类似地球上的生命存在,那它们将会是碳基的生命,此外还需要液态水来作为重要的溶剂。太靠近恒星,行星上的水就会蒸发掉,而离得太远,水则会冻结,只有在中间的“黄金地段”既不太热也不太冷,生命才能蓬勃兴旺。
开普勒空间望远镜于2009年3月在寻找另一颗地球。3年时间足以探测到这样一颗行星3次,从而确认它的存在。不过“开普勒”还没有看到这样的天体。早在2011年,它确实就已经发现了宜居带中的行星开普勒-22b,到2013年则又发现了开普勒-61b和开普勒-62e。但它们完全不像地球——三者都是大得多的“超级地球”。大多数模型认为,这些行星较强的引力会使它们的表面变得平坦,使水更容易吞没陆地。陆地比水体更易升温和冷却,因此地球上的各大洲在调节气候中起着举足轻重的作用。英国莱斯特大学天体生物学家刘易斯·达特内尔说:“海洋行星可能更易导致气候不稳定,所以不太适合宜居。”
美国加利福尼亚大学伯克利分校的杰弗里·马西和他的同事,还分析了由行星的引力造成的恒星所发出光线的变化。虽然在“开普勒”发现的外星行星中有3/4体积大于地球,但它们的质量完全不足以成为富含水的岩质行星。相反,它们必定是较轻的行星,更像是迷你海王星,岩质核心被含有大量氢和氦的浓厚大气层所包裹。马西说:“这引发了一种担忧,即在已知外星行星中占据主导的类型可能并不适宜生命。”
此外,“开普勒”还发现了各种各样奇怪而不寻常的行星,例如,开普勒-47系统拥有2颗恒星和至少3颗行星。另有一些行星有着大椭圆形的轨道,这与太阳系行星典型的近圆轨道有着显著的差异。它们更像是彗星,会从外部冰冷的区域进入内部较温暖的区域。也许最意想不到的发现是开普勒-11,拥有的6颗行星中,有5颗到恒星的距离比水星到太阳还要近。美国麻省理工学院的行星科学家莎拉·西格说:“只要在物理学规律之内,一切皆有可能。”
马西说:“也许我们犯了和哥白尼时代前相似的错误,即认为我们是特殊的,所有宜居的行星都必须具有和地球相同的属性。”
英国阿伯丁大学的肖恩·麦克马洪说:“一旦地下生物圈也被考虑在内,会有更多的行星被认为是宜居的。”2013年9月,麦克马洪和两位同事发表了一篇论文,研究在行星核心的加热下地下水中存在生命的可能性。水体所处的深度越大,它就可以更好地免受外界温度的影响,从而让有生命的行星到恒星的距离可以进一步加大。5千米之下的生命可以在轨道半径是传统宜居带3倍远的行星上存活。如果深至10千米,宜居带则可以扩展到土星轨道之外,是目前类太阳恒星周围可接受距离的14倍。
这也意味着,我们不能排除在外太阳系存在地下生命的可能性。在木卫二绕木星转动的过程中,木星作用于其上的潮汐摩擦可以融化表面壳层之下的水冰,也许由此制造了一个可供生命起源的地下海洋。
西格说,在寻找宇宙别处生命的过程中,我们需要保持开放的头脑,“如果仅局限于另一个地球,那我们只会固步自封。”