寻找人类伴侣:太阳系外发现70个地球“同类”


11月27日,美国航天局宣布,天文学家利用哈勃太空望远镜首次直接观测到太阳系以外一颗行星的大气层。这颗大小近似木星的行星位于距地球约150光年的飞马座,围绕一颗与太阳类似的恒星旋转。这再次引起了人们对太阳系外行星探测的关注。

行星本身不会发光,而且相对于恒星来说,体积太小,因此直接观测太阳系外行星非常困难。大约6年前,人类所知道的行星还仅限于太阳系内的9大行星。1995年,瑞士日内瓦天文台的科学家首次在“飞马座51”恒星周围发现了一颗太阳系外行星,其后不断有科学家宣布发现其他太阳系外行星。6年来,科学家已经陆续发现了约70颗太阳系外行星,大大开阔了人类的眼界。

最近的邻居

2000年8月,一个国际天文学家小组宣布新发现一颗行星正围绕波江座恒星运转,这是迄今发现的离地球最近的太阳系外行星。该行星与波江座的距离约为4.78亿公里,接近于太阳系小行星带与太阳的距离。这颗行星主要由气体组成,体积比太阳系最大的行星木星还大。公转周期不到7年,相当于木星公转周期的约60%。由于波江座离地球10.5亿光年,从天文尺度上说是地球的“邻居”。

个头最小者

2000年3月,美国加州大学伯克利分校的马西和华盛顿卡耐基研究所的巴特勒宣布首次在太阳系外发现运行着两颗质量同土星相当的小行星。它们的质量不及木星的三分之一。此前发现的30颗太阳系外行星的质量至少与木星相当。木星和土星的质量分别是地球的320倍和95倍。新发现的两颗行星不像地球或火星具有岩石圈,而是类似木星和土星的“气体巨球”。其中一颗行星绕距地球109光年的麒麟座恒星运行,其质量是土星的80%,由于过于靠近恒星,其表面温度高达1093摄氏度;另一颗行星绕距地球117光年的鲸鱼座恒星运行。

太阳系的克隆者

2000年8月,美国加利福尼亚大学伯克利分校费舍尔等宣布,他们发现了一个与太阳系类似的行星系统。在这一系统中,两颗行星围绕一颗化学构成与太阳相似的恒星运行。

这一行星系统中的恒星距离地球45光年,被命名为“大熊星座47”。以圆形轨道绕恒星运行的两颗行星呈气状,体积巨大,类似木星。以太阳系做类比,两颗行星轨道相当于在火星和木星之间。费舍尔说,具有这种特点的恒星尚属第一次发现。

尽管费舍尔等人目前尚未发现在两颗行星与恒星之间有其他行星,但他们猜测说,这两颗行星的圆形运行轨道和巨大体积,有可能预示着离恒星更近的轨道中存在较小的、类似地球的行星。如果存在这样的行星,而且又存在水,那就有可能存在生命。即使结果证实没有这么一颗类似地球的行星,新发现也将增加科学家们的希望,即包含类地球行星的行星系统最终会被发现。

无家可归者

2000年3月,英国天文学家宣布,他们利用红外探测手段在猎户座星云中发现了13颗没有固定轨道的“流浪行星”。人们此前只发现过两颗类似天体。英国赫特福德郡大学的菲利普.卢卡斯博士和牛津大学的帕特里克.罗奇博士利用设在夏威夷的“联合王国红外望远镜”观测猎户座星云中的梯形星团,对约600个点状光源进行了分析。结果发现,这些天体中三分之二是恒星,不到三分之一是褐矮星,还有13个质量比褐矮星更小的天体。科学家认为,这些天体不像是矮星,而更像大质量行星。但与普通行星不同的是,它们没有固定的轨道,不围绕任何一颗恒星运行,而是漫无目的地漂泊,因而被称为“流浪行星”。

命运悲惨者

恒星向绕自己旋转的行星提供着光和热,但有时也会吞食它们。天文学家已经在一颗恒星的光谱里找到了它曾经吞食过行星的证据。西班牙加那利群岛天体物理研究所的加里克.伊斯拉埃良等人2001年5月报告说,他们的这一发现将有助于解释为什么迄今发现的一些太阳系外行星离它们的恒星非常近。

研究人员使用高精度光谱仪分析了一颗周围有两颗行星的恒星HD82934,并将其光谱与一颗特征类似、但周围没有行星的恒星进行比较。结果发现,它的光谱里有锂元素的同位素锂-6的谱线,而另一颗恒星则没有。锂-6在行星中很常见,但在恒星中非常罕见,因为在恒星诞生之后不久,其中的锂-6就会燃烧殆尽。HD82934里所含的微量锂-6,就像小猫胡子上沾的牛奶一样,是这颗恒星可能曾经吞食过行星的有力证据。研究人员认为,在过去3000万年之内的某个时候吞食了一颗绕它旋转的行星,除此之外没有别的合理解释。不过,要验证这一结论,还需要对更多恒星进行观察。

谁是地球的知音

科学家希望能找到与地球相似的行星,这种行星应当由固态物质组成,以较圆的轨道绕恒星运转,“四季”温差不太大,与恒星的距离合适,表面温度不太高也不太低,最好在0至100摄氏度之间,使得液态水能稳定存在,便于孕育生命。科学家表示,目前发现的这些行星体积普遍较大,而且基本上是由高热气体组成的,并不适合生命的生存。以目前的技术可能很难找到与地球相似的行星,这需要新的观测方法和更先进的观测设备。美国宇航局将建造一台新的太空望远镜“大陆行星发现者”以寻找太阳系外行星,它预计于2005年投入使用。银河系中的恒星超过2000亿颗,许多恒星都可能有自己的行星系统,其中完全可能存在像地球一样适宜于哺育生命的行星。随着新行星的不断发现,也许终将有一天,人类会在茫茫宇宙中找到“知音”。



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