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星際移民的發現史

2006-03-14壹群專門從事“追星”的天文學家在銀河系深處發現了壹顆與地球非常相似的行星,這很可能是尋找生命新家園的關鍵。這顆行星距離太陽系9000光年,體積約為地球的13倍,質量與海王星相近。它圍繞著壹顆紅矮星運行,紅矮星是它的“太陽”,比太陽小壹半,溫度低很多。

起初,科學家們認為它只是壹顆普通的類地行星,但經過研究發現,這顆行星與地球驚人地相似,就像是地球的復制品。據科學家推測,這顆行星的整體結構與地球頗為相似。“內心”也是和地球壹樣的巖石核心,外層包裹著巖石等成分。但它的表面溫度略低,上面沒有液態水而是凍冰。因此,這顆行星也被稱為“超級地球”。瑞士日內瓦天文臺的科學家於2008年6月16日在法國舉行的學術會議上宣布,他們發現了5顆新的“超級地球”。此次發現的5顆“超級地球”中,有3顆位於畫架和南劍魚方向,距離地球42光年,質量分別是地球的4.2倍、6.7倍和9.4倍。這三顆“超級地球”圍繞著壹顆比太陽略小的恒星旋轉。公轉周期分別為4天、10天和20天。第四顆“超級地球”圍繞恒星HD181433旋轉,周期為9.5天。恒星HD181433也吸引著壹顆類似木星的行星,公轉周期為三年。第五顆“超級地球”的質量是地球的22倍,每四天公轉壹周。

自1995年發現第壹顆“超級地球”以來,天文學家已經陸續探測到了270多顆,其中大部分與木星和土星壹樣巨大,與地球大小相似的行星很少。由於大多數“超級地球”離我們太遠,天文學家無法通過普通天文望遠鏡用肉眼直接觀測,只能通過無線電波或光譜分析等探測手段“間接測量”“超級地球”的存在。2009年6月5438+2月65438+6月,據美國媒體報道,壹個由美國和澳大利亞科學家組成的國際研究小組近日發現,在兩個相鄰的類太陽恒星系統中存在四顆類地行星,其中兩顆被稱為“超級地球”。研究人員認為,這壹發現將為人類尋找可居住行星提供重要線索,未來幾年人類找到可居住行星的希望將大大增加。

幾年後可能會發現壹個適宜居住的星球。

在這四顆類地行星中,有兩顆被稱為“超級地球”,比地球質量大,但比天王星和海王星質量小。這些“超級地球”的存在表明,找到壹顆類似地球的宜居行星只是時間問題。

在新發現的4顆類地行星中,有3顆位於恒星“61處女座”周圍。恒星“61處女座”實際上相當於太陽的孿生兄弟,距離地球28光年,位於處女座。每年的這個時候,在太陽升起之前,人們可以在夜空中觀察室女座幾個小時。研究人員分別估算了三顆行星可能的最小質量。研究小組成員、澳大利亞新南威爾士大學天文學家克裏斯·蒂尼(Chris Tinney)認為,“61 Vir b”的最小質量約為地球的5.1倍,“61 Vir c”的質量約為地球的18倍,“61 Vir d”的質量約為0。Tinny認為“最小行星的質量剛好在超級地球的質量範圍內。這是首次在類太陽恒星周圍發現如此大小的行星。”此前,科學家也曾在其他恒星周圍發現過“超級地球”,但那些恒星比太陽冷得多。

2009年2月22日,天文學家發現壹顆類似地球的行星圍繞著壹顆暗淡的恒星運行,距離地球僅40光年。那是壹個熱氣騰騰的“水世界”。天文學家認為,這顆行星比之前在太陽系外發現的任何系外行星都更接近地球。

中國北京,12,2009 17/新浪科技援引英國《每日郵報》報道,天文學家發現壹顆類地行星圍繞壹顆昏暗的恒星運行,距離地球僅40光年。它是壹個熱氣騰騰的“水世界”,體積是地球的6倍。據信,地球表面75%的面積被水覆蓋,但由於溫度較高,無法支持地球上生命的存在。有證據表明,這個“水世界”也有大氣層。天文學家認為,這顆行星比之前在太陽系外發現的任何系外行星都更接近地球。

通過測量行星經過造成的亮度降低,科學家可以計算出行星的密度,並對其組成做出明智的猜測。新發現的行星被命名為“GJ1214b”。人們認為,四分之三的表面被水和冰覆蓋,只剩下四分之壹的面積是巖石。

哈佛-史密森尼中心的研究生兼天文學家查克裏·伯塔發現了這顆水行星。他說:“盡管氣溫很高,但這仍然是壹個有水的世界。與任何其他已知的系外行星相比,這顆行星更小,更冷,更接近地球。”

科學家認為,除了GJ1214b的表面之外,壹定有什麽東西阻擋了來自母星的光,它的周圍可能有壹層由氫和氦組成的大氣層。在哈勃太空望遠鏡的幫助下,天文學家可以確定行星的組成。米爾斯項目主任大衛·沙博諾(David Chaboneo)表示:“由於這顆行星距離地球非常近,哈勃應該能夠探測到大氣層並確定其成分。幸運的話,它將是第壹個擁有已探明大氣層的超級地球,盡管這種大氣層可能不像我們所知道的那樣對生命友好。”

這壹發現發表在65438年6月6日出版的《自然》雜誌上。著名行星獵人、美國加州大學的傑弗裏·馬西教授在《自然》雜誌發表的壹篇文章中,推測了這個水世界可能出現的場景。他寫道:“它可能有非常深的海洋,應該是液態的。由於母星給予的熱量,其表面溫度達到約190攝氏度。此外,類似桑拿的蒸汽氛圍也可能存在。”開普勒太空望遠鏡於去年3月發射,其設計旨在幫助尋找太陽系外的行星。它的工作原理是“掩星觀測”——當壹顆或幾顆行星從其母星面前經過時,恒星的光線被部分遮擋,其亮度會相應地略有下降。通過開普勒望遠鏡前所未有的精確測光,可以探測到這種亮度變化,並推斷出掩星即行星的存在。

在分析了開普勒望遠鏡過去7個月的數據後,哈佛史密森天體物理中心的科學家團隊發現了兩個行星目標,它們圍繞著壹顆編號為開普勒-9的恒星運行。這顆恒星距離地球大約2300光年。

其中壹顆編號為開普勒-9b的行星,圍繞其母恒星的軌道周期僅為19天。另壹顆,開普勒-9C,公轉壹周需要39天。

研究人員發現,這兩顆行星的軌道存在周期性變化。這意味著兩顆行星之間存在“引力振動”——它們的引力相互作用影響了各自的軌道特征。利用這些數據,研究人員能夠計算出兩顆行星的質量。計算結果表明,這兩顆行星都是比土星略重的氣態巨行星。

但是當研究人員試圖用這兩顆行星的大小來解釋中央母星的亮度損失時,他們驚訝地發現了另壹顆微弱的掩星。探測到的微弱信號表明,這個星系中存在壹顆軌道更靠近母星的較小行星。它的軌道公轉周期是1.6天。這顆行星的質量約為1.5個地球,是壹顆由巖石構成的類地行星。

但是研究人員現在還不能慶祝,因為這麽弱的信號有很多幹擾因素。雙星系統中的背景星或伴星也會產生類似的信號效應。“到目前為止,我們只能說我們發現了壹個非常有趣的信號,我們希望我們能很快獲得更多信息,”馬特霍爾曼說。他是這項研究的首席科學家。

但即使這個信號最終被證明是類地行星,人類也不太可能想移民到那裏:根據它的軌道位置,這顆行星的表面溫度大約是1900攝氏度。2010年9月29日,美國國家科學基金會天文學家宣布發現了壹顆迄今為止與地球最為相似的行星,其環境和部分地區的溫度適宜人類居住。

這顆名為Gliese 581g的行星位於天秤座,圍繞比太陽小得多的紅色恒星Gliese 581運行。該恒星距離地球20光年,天文學家發現有6顆行星圍繞Gliese 581運行。另外5顆(Gliese 581b到Gliese 581f)並不位於“適居帶”(可居住帶),但這顆正好處於可居住帶,其溫度不會太熱也不會太冷,因此液態水可以形成海洋、湖泊和河流。

Gliese 581g很可能是壹顆表面有水和大氣的巖石行星。其直徑約為地球的1.2至1.4倍,質量約為地球的3.1至4.3倍。它的重力接近地球,平均表面溫度在-31到-10之間。它所環繞的紅矮星的溫度只有太陽的1/50,體積是太陽的1/3。Gliese 581g繞著它的“太陽”運行的時間只有37天,它的壹面永遠面對著“陽光”,另壹面永遠處於黑暗之中。所以它的向陽面可能很熱,溫度可以達到100度以上,背光面溫度可以零下幾十度。

對於生活或者未來的人類移民來說,最適合的地點是“灰色”地帶——Gliese 581g中黑暗與光明的過渡地帶。根據他們不同的經度,許多生命可以找到適合他們出現和進化的穩定的氣候環境。

天文學家已經在太陽系外發現了近500顆行星。然而,它們幾乎都太大了,由氣體而不是巖石構成,溫度對我們的生活來說要麽太熱,要麽太冷。賓夕法尼亞州立大學的天文學家賈斯汀說,“這是第壹顆真正讓我興奮的行星。”他認為這個星球非常適合孕育生命。

在其他星球上找到生命並不意味著找到外星人,但即使在另壹個星球上找到壹個單細胞細菌也會動搖地球生命是獨壹無二的觀點。然而,我們仍然有許多關於這個星球的未解之謎。科學家無法確認它上面是否有水,它的大氣成分是什麽,但因為它的環境非常適合液態水的存在,而且地球上有水的地方似乎就有生命,所以賈斯汀認為“這顆星球上存在生命的可能性是100%”。

相對來說,找到這顆星球的時間並不長,難度也不大。天文學家認為有數百萬顆這樣的類地行星等待我們去探索。格利澤581g是根據夏威夷W. M .凱克天文臺11年的觀測結果發現的。現代先進科學技術和傳統地面望遠鏡的結合繼續在探索系外行星中發揮重要作用。2011年5月初,壹個由麻省理工學院、哥倫比亞大學、哈佛大學和加州聖克魯斯組成的國際天文學家團隊正式公布了發現結果:在55 Cancri壹個距離地球40光年的行星系統中發現了壹個“超級地球”,它是通過加拿大MOST太空望遠鏡發現的,比地球大60%,質量是地球的8倍,密度是地球的2倍,看起來像是現實版的潘多拉。

藝術家的“超級地球”

行星編號為:55 Cancri e,圍繞著編號為55 Cancri A的恒星,公轉壹周只需要18小時。換句話說,生活在這個星球上不需要日歷,只要記得帶個表就行了。而且妳看到的太陽比妳在地球上看到的大60倍,亮3600倍。這顆行星的表面溫度是2700攝氏度。麻省理工學院的天文學家認為在如此高的溫度下不可能有大氣結構,但壹些科學家認為足夠強的引力可以保留部分大氣。因為主星亮度高,可以做很多靈敏的測量。對於科學家來說,星球是壹個完美的實驗室,可以全面研究星球的形成、演化和整個生命周期。

然而,這顆行星無法被直接觀測到,即使是用大功率的望遠鏡。這個行星系統中的恒星,55 Cancri A,如果在晴朗的夜晚,可以在未來兩個月內用肉眼觀察到。

由55顆巨蟹座恒星組成的行星系統。第壹顆行星於1997年被加州的壹個研究小組發現,並命名為55 cancri b,隨後的五年中,該小組又發現了另外兩顆行星,分別是55 Cancri c和55 cancri D,2004年德克薩斯州的研究小組發現了55 Cancri e,最新的壹顆發現於2008年,也是行星系統中的第五顆行星:-55 cancri F。

這五顆行星的發現過程是基於多普勒技術。恒星會由於附近行星的引力而發生擺動,然後通過測量星光波長的變化來確定行星的參數。去年,哈佛大學天文學博士生麗貝卡(Rebekah)和加州聖克魯斯(Santa Cruz)的系外天體物理學家丹尼爾(Daniel)重新分析了2004年的數據,認為55 Cancri e的軌道周期比最初認為的要小。後來,麻省理工學院的韋恩和史密森天體物理中心的天文學家馬特·霍爾曼申請使用MOST太空望遠鏡進行觀測。發現淩日周期只有17小時41分鐘,符合前面的分析,而恒星的光在每次淩日只暗了1/5000。這些數據也得出結論,這顆行星的直徑約為21000公裏,比地球大60%左右。

這壹發現讓哥倫比亞大學天文學家馬修斯教授興奮不已:就像《星際迷航》中柯克船長所做的那樣,我們(科學)終將趕上科幻小說。2013年8月,美國麻省理工學院(MIT)的研究人員發現了壹顆軌道周期非常短的系外行星,[1]正在圍繞天鵝座壹顆名為開普勒-78的恒星快速旋轉。經過計算,發現其大小、質量甚至成分都與地球非常相似,這是首次發現與地球如此相似的行星。因此,天文學家稱這顆行星為“地球兄弟”。4月2014-04-18日,美國科學家在太陽系外發現了類地行星開普勒-186f,其類地程度是迄今發現的類地行星中最高的。

據悉,美國國家航空航天局(美國國家航空航天局)的科學家利用開普勒任務發現了這顆類地行星,並將其命名為開普勒-186f。它的大小和地球差不多,在適合人類居住的軌道上圍繞開普勒-186運行。

來自哈佛大學的系外行星專家大衛·夏博諾(David Charbonneau)指出,開普勒-186f距離地球500光年,是開普勒任務中“最重要的發現之壹”。雖然已知它比地球大10%,但其構成還有待進壹步探索。來自美國國家航空航天局艾姆斯研究中心的首席研究員Elisa Quintana進壹步指出,“開普勒-186f位於壹個宜居帶,輻射強度和恒星頻率適中,這意味著它很可能擁有像地球壹樣的大氣層,其表面可能存在水和液態水。到2009年底,人類已經發現了超過270顆像地球壹樣圍繞恒星旋轉的行星。在這些行星中,有相當壹部分的重量在地球重量的5倍到15倍之間,而且這些“超級地球”很多都是像地球壹樣由巖石構成的,它們也有大氣層和巖石表面,不像木星是氣體行星。它們中的壹些並不是很古老,它們表面的溫度變化很大。科學家認為,這些“超級地球”是在宇宙中的“暴風雪”中形成的。只有這些暴風雪才能在過去的幾十萬年裏給這些星球披上厚厚的冰層,讓這些星球能夠存活到現在。

所有這些“超級地球”都有自己的星盤和大氣層,其中壹些圍繞著壹顆恒星旋轉。巖石行星靠近恒星的壹側溫暖,而另壹側非常寒冷。當這些行星年輕時,它們周圍的恒星相對穩定。隨著它們繼續生長,溫度也會發生變化。人類以現在的科技是不可能移民到那些星球的。人類要想在地球毀滅前移民到其他星球,首先要保護好地球。