任重而道遠——尋找宇宙中第二個家園，何時才有最終成果？

2023-04-01 02:37:57

我們什麼時候能找到真正的系外行星？

類地行星克卜勒-186f(圖片:美國航天局/塞提/艾姆斯)

對地外行星有許多定義。有人說它是一顆圍繞恆星運行的行星，它離恆星的距離剛好足以讓液態水在其表面存在。有人說，就像地球一樣，它是一個多巖石的星球。然而，為了確定一顆系外行星是否真的適合人類居住，有必要弄清楚這顆行星上的環境是什麼以及存在什麼樣的生命形式。

目前，太空望遠鏡的克卜勒(目前正在執行K2任務)通過周期性地調暗來自其軌道上的恆星的光線來探測行星。其他的，比如地面上的巨型望遠鏡，配備了可以直接成像外行星的工具。科學家們正在開發一種新的望遠鏡，這種望遠鏡可能能夠真正探測到其他星球上生命的存在。它還需要一段時間才能真正實現，但我們仍然可以期待它。

在奧斯汀舉行的美國科學促進協會年會的新聞發布會上，耶魯大學天文學家黛布拉·費希爾說:我們現在正站在下一個發現時代的門檻上。這將引導我們從發現其他恆星周圍的第一顆行星到發現該行星上的生命。

仔細想想，地球真是不可思議。美國國家航空航天局的天體物理學家阿奇·羅布奇向我解釋說，這是我們所知道的唯一一顆行星，生命的存在改變了大氣層的化學成分。如果宇宙中的某個地方還有另一顆類地行星，我們也許可以通過尋找生物信號找到它，比如甲烷、水蒸氣、氧氣或其他有機分子的譜線，這些信號表明生命的存在。問題是今天的行星搜索工具只能找到行星，但是他們不確定行星上有什麼。科學家們還沒有發明或創造一種工具來做到這一點。

美國宇航局已經提出了幾項新的探索任務，希望在即將到來的詹姆斯·韋伯空望遠鏡之後發現一些生物特徵。這些包括LUVOIR(大型紫外紅外探測器)和HabEx(可居住的外行星成像任務)。

羅斯伯格在新聞發布會上說，他們將探索類日恆星可居住區的小型系外行星，並探測它們是否有類地條件。隨著20世紀30年代末LUVOIR的推出，我們也許能夠找到一個真正的地球2.0。

到那時，科學家們肯定能夠找到更多類似地球的系外行星，並找到可能的生物特徵。地球上有許多不同的化學物質。例如，在地球歷史上，大氣中所含化學物質的比例可能與今天不同。在木星的衛星木衛二上尋找生命可能會大大擴展我們對生物特徵的理解。

美國科學促進協會的科學家們還討論了耶魯大學新的地球外行星獵人EXPRES和美國國家航空航天局的地球外行星勘測衛星TESS的建設，該衛星計劃由SpaceX的獵鷹9號發射。克卜勒K2任務的科學家宣布了95顆新的系外行星，更多的天文學家將幫助分析這些數據。

但這並不確定。川普總統宣布了一項廢除計劃中的WFIRST望遠鏡的預算提案。這是最高優先級的望遠鏡，它的視野將比哈勃大100倍。

我問羅伯特，在今天的政治環境下，像洛瓦這樣的巨型望遠鏡(詹姆斯·韋伯空望遠鏡的兩倍大)是否能按計劃工作。

「確保我們能夠做到這一點的關鍵是要有一個大目標。」她說:「這些目標不僅可以由科學家實現，也可以由公眾、社會和人類實現。發現另一個與地球相似的行星，並在宇宙中發現生命是一件大事。我認為，一個科學案例越強大、越廣泛，它就有越大的機會。」

相關知識

太陽系外行星也被稱為系外行星，即太陽系外不圍繞太陽運行的行星。截至2020年2月3日，共有4173顆系外行星被確認，其中74%是通過凌日現象發現的。這些行星屬於3096個行星系統，其中678個是多行星系統。克卜勒已經探測到18000顆候選行星，其中262顆位於潛在的可居住區。

瑞安·曼德爾鮑姆

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