系外行星是怎麼被科學家觀測的(系外行星被潮汐鎖定)
2023-05-26 16:51:56 3
隨著天文望遠鏡的發明,人類對於星空的探索也進入了新的階段,在沒有天文望遠鏡之前,古人對於星空的了解只能通過肉眼來觀測,看到的是一個個亮點,它們其實都是距離我們非常遙遠的恆星。
有了天文望遠鏡之後,我們才知道,宇宙有多麼的浩瀚,大到我們無法想像,地球在我們的面前是一個大的空間,可是在宇宙中,它連塵埃也算不上,即使是直徑達10萬光年的銀河系,在宇宙面前同樣如塵埃一樣渺小。
在人類剛剛走出地球的時候,我們並沒有意識到系外星空的存在,只是認為太陽系就是全部,可是隨著系外行星的發現,我們才知道,太陽系之外還有更加浩瀚的空間,我們稱之為銀河系。
銀河系之大,直徑有10萬光年,存在著至少1000億顆恆星,除了流浪恆星之外,有固定公轉軌道的恆星身邊,都會存在數量不等的行星,組成一個恆星系,例如:太陽系有八大行星,地球只是其中之一。
即使是以1000億個恆星來算,銀河系存在的行星數量也會多達數千億個,而在這些行星中,有可能存在跟地球高度相似的生態星球,有各種形態的生命存在,甚至更高級的外星文明。
我們要尋找到生命星球,首先就需要先探測尋找各種行星,那麼科學家是如何尋找行星的?其實人類對於系外行星的搜尋工作距今並沒有多久,21世紀之前,觀測技術的限制,想要搜尋到一顆系外行星是非常困難的。
直到進入21世紀,有了更強大的觀測技術,系外行星的搜尋工作才有了好轉,而隨著時間的推移,我們搜尋到的系外行星數量也在大量增加。
根據科學家的數據,21世紀初,我們搜尋到的系外行星只有大約100顆,而現在僅僅過去了20多年,人類發現的系外行星數量已經多達5000多顆。
發現系外行星大多依靠行星搜尋望遠鏡和衛星,如斯皮策太空望遠鏡、克卜勒太空望遠鏡和凌日系外行星測量衛星。想要搜尋到系外行星,首先要先搜尋到恆星,它在宇宙中非常亮眼,容易被觀測到,發現了恆星之後,再通過恆星的光暗變化來尋找身邊的行星。
系外行星的組成如何?跟地球相似的很多嗎?
系外行星和太陽系的行星是有不同的,它們各自有自己的特徵,主要分為四類,一類是氣態巨行星,大約佔到了30%;二類是類海王星(比地球大但比海王星小的「迷你海王星以及熱木星等」),佔到了約35%;三類是「超級地球」(環境與地球比較類似但比地球大、有孕育生命或者適合生命存在條件的天體);四類是類似於地球或火星的巖質行星,僅佔到了4%。
通過以上的數據可以看出,與地球類似的巖質行星在宇宙中是比較稀有的,而我們要尋找外星生命的痕跡,只能在這些行星上尋找,畢竟我們對外星生命不了解,以地球為模板來尋找外星生命無疑是一個更好的選擇。
當然,我們並不排除在一些極端的星球環境下,也可以生存的生命,相信這樣的生命在宇宙中也是存在的,甚至有可能還存在超出我們認知的外星生命,例如:矽基生命,能量生命等。
科學家最想發現的無疑是與地球相似的類地行星,與地球相似,又存在於宜居帶,就有可能具備良好的生態環境,有誕生生命的可能。而在目前發現的5000多顆行星中,類地行星有數百顆,與地球相似的也有幾十個。
在與地球相似的類地行星中,有一個行星引起了科學家的高度關注,它就是格利澤581g,位於天秤座的紅矮星格利澤581附近,距離地球約20.5光年。
格利澤581g是格利澤581g恆星系中發現的第六顆行星,是迄今為止發現的與地球最為相似的系外行星,有可能存在生命。
系外行星即使是類地行星,它們的個頭往往也比地球大,而地球在宇宙行星中,只能算是一個矮個子。觀測數據顯示:格利澤581g的直徑約是地球的1.2-1.4倍,質量約是地球的3-4倍,它與主恆星的平均距離不到1000萬公裡。
如此短的距離,不怕被恆星烤熟嗎?其實完全不用擔心,它的主恆星是一顆紅矮星,亮度並不高,而1000萬公裡的範圍反而屬於宜居帶,有著適宜的溫度和光照。
可是由于格利澤581g行星比較大,再加上它與主恆星的距離比較近,所以從它誕生的那一天起就被潮汐鎖定,公轉和自轉相同。公轉和自轉相同的情況,月球是一個,所以,月球被地球鎖定,永遠只有一面對著我們。
格利澤581g被主恆星潮汐鎖定,它也永遠是一面對著恆星,恆星的一面白天,一面黑夜,白天的地區溫度還算可以,約數十攝氏度,可能存在海洋,黑夜的一面溫度低到了零下100-200攝氏度,即使有水的存在,也會是一個冰凍狀態。
如果格利澤581g有生命存在,它們會在哪裡?會是正對恆星的一面嗎?
科學家認為,生命要生存和演化,晝夜交替是必不可少的,這是生物鐘,若是永遠只有白天,沒有黑夜,生命也很難誕生演化。所以,格利澤581g的正面想要演化出生命,似乎也非常困難。
科學家研究認為,只有在白天和黑夜的交接之處,也就是晨昏線附近有誕生生命的條件,這裡有可能演化出了生命,不排除經過漫長的進化演化,出現智慧生命的可能性。
不管如何,格利澤581g所處的宜居帶位置以及它的質量,都讓它具備了一個生態星球的條件,只是由於潮汐鎖定,生命活動的區域有可能只是在晨昏線附近。當然,若是出現了智慧生命並發展到了科技階段,活動範圍就有可能遍布全球,畢竟在科技的面前,白天和黑夜的條件也是可以生存的。
格利澤581g距離我們有20光年之遠,對於人類目前的科技來說,這個距離是無法到達的,無法派出探測器進行實地探測研究,具備的情況如何,更多的是我們的一種猜測。
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