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縱觀歷史，人們僅知道宇宙中只有一個地球存在，然而，用不了多不久，可能會出現一個新的，接著，又是一個。令人幸喜的是，天文學家借助新技術正在迅速接近這一天：發現新的地球，找到生命跡象。
圖1：像不像我們的地球家園？這是葛利斯恆星系（the Gliese system）中四顆圍繞軌道運行的行星，其中包括新發現的Gliese 581 e (前景)和581 d。前者是一顆岩石星，大約是地球重量的2倍；後者可能存在液體狀態的水。該恆星的亮度不如我們太陽，距離我們20光年。
圖2：250億英里之外，被飛揚的塵土遮蔽真實面目的Fomalhaut b。這張照片被哈勃太空望遠鏡拍到，也是在我們太陽系之外被直接拍攝到的行星照片之一。中心部分的恆星耀光被行星遮擋。
圖3：去年3月，美國宇航局在南佛羅里達州的卡納維拉爾角發射了開普勒望遠鏡，吸引了大批人群觀看。開普勒的任務是密切關注10多萬顆地球大小行星的各種跡象。
網易探索11月20日報導縱觀歷史，人們僅知道宇宙中只有一個地球存在，然而，用不了多不久，可能會出現一個新的，接著，又是一個。
人類花了數千年時間來探索自己的星球，又花了幾個世紀去了解與我們相鄰的行星，不過現在每星期都有新的世界被發現。迄今為止，天文學家已經確定圍繞其他太陽系旋轉的行星超過370多顆。許多人是如此的好奇，以至於對生物學家JBS霍爾丹的名言深信不疑：“宇宙不僅比我們想像到的奇妙，甚至比我們想像不到的更奇妙。”距離地球260光年的地方有一顆類似伊卡洛斯的“熱土星”，圍繞著自己的恆星飛速旋轉，其一年不到3天，而另一顆遠在150光年之外的“熱木星”，卻被烤得焦頭爛額，其高層大氣向外噴發，形成一個龐大狀如彗星的尾巴。還有三顆暗無天日的行星一直在圍繞一顆脈衝星旋轉---這顆往日耀眼的巨星如今的大小如同一座城市，繞著原子核高速旋轉---與此同時，無數身世不明的世界不是被太陽吞噬，就是被自己的系統所拋棄，成為遊蕩在永恆黑暗中的“無家可歸者”。
科學家們渴望在這些宇宙怪物之中尋找熟悉的蛛絲馬跡：與地球相似的行星，距離自己的恆星既不太熱也不太冷，恰到好處，以便維持我們所知的生命。然而這樣的行星還沒有被找到，大概是因為它們太不顯眼了。希望在耀眼的星光中發現一顆渺小暗淡如地球的行星，就像在煙花齊放的時刻找到一隻螢火蟲；同樣探測其對恆星產生的引力作用，就像在呼嘯的旋風中聆聽蟋蟀鳴叫。令人幸喜的是，天文學家借助新技術正在迅速接近這一天：發現新的地球，找到生命跡象。
太陽係以外已經被拍攝到的行星有11顆，它們個大、明亮，處在遠離自己恆星的合適位置，其餘大部分行星已經被光譜多普勒技術偵測到，通過星光分析得到的證據顯示，恆星正受到其行星引力的輕微推拉。近年來，天文學家對多普勒技術進行了改進，現在他們可以偵測到恆星每秒一米的位置變化，這相當於人步行的速度。這種技術足以探測到運行在大軌道上的巨型行星，或者距離恆星非常近的小行星，但是，如果有一顆類似我們地球的行星距離其恆星93萬英里，則無法探測到。地球圍繞太陽旋轉的速度大約是人步行的十分之一，或者相當於在地上爬行的嬰兒；當如此微弱的光信號從一顆遙的遠恆星傳來時，天文學家是無法捕獲的。
另一種方法是觀察恆星亮光中出現的周期性微弱的明亮變化，假如有行星在繞著它旋轉並且阻擋其部分光亮的話。在所有行星系統中，充其量只有十分之一可能被定位，其出現的被稱之為“過境”的小日食可以在地球上觀察到，這意味著天文學家可能需要耐心等待捕捉它們為數不多的“過境”機會。現在正在第三也是最後一個年頭執行其主要任務的法國柯羅衛星（COROT），已發現7顆“過境”行星，其中一顆比地球大70%。
繼任的美國開普勒衛星（Kepler）是比柯羅更加雄心勃勃。它於去年3月從卡納維拉爾角發射升空，身上裝著上一台0.95米口徑的大型數碼相機和一台95兆像素的探測器。它每30分鐘拍攝一次視野寬闊的照片，在一幅照片上可以捕捉到從天津四(天鵝座第一亮星)和織女星之間10萬多顆恆星的亮光。與此同時，位於地面的計算機時時刻刻監測著所有這些恆星的亮度，一旦探測到“過境”行星出現的亮度變化信號，計算機會立刻提醒人類。
圖4：這是業餘天文學家在新墨西哥州拍攝的地球旋轉的照片。為了觀察遙遠的世界，尋找生命的初創期，各種新穎的太空和地面觀測儀器一起上陣，通過電磁波譜搜索宇宙中各種大小的天體。
圖5：天文學家知道閃爍的光芒中可能有繞軌道運行的行星。當某顆行星，例如金星，從太陽表面穿越時，這顆恆星的表明會出現暗點，儘管這種變化是那麼微弱。由於2009年開普勒太空望遠鏡的發射，現在可以同時監測近20萬顆恆星表面的光影變化。未來的任務將圍繞於可居住區發現的行星，分析其大氣化學成份，偵測水和氧氣的存在。那個最大的疑問很可能這樣回答：我們並不孤單。
由於這種明暗變化可能被其他現象所仿冒，如某顆變化恆星的脈動，或某顆恆星表面大型太陽黑子的移動，因此開普勒的科學家一般不會宣布某顆行星的存在，除非它的“過境”行動被觀察到至少3次。這種等待少則數天或數週（當行星迅速接近恆星時），長則數年(平面上旋轉一周)。天文學家希望通過結合開普勒衛星數據和多普勒觀測結果，來確定“過境”行星的直徑和質量。如果他們能成功地找到一個岩石行星，規模大約與地球相同，而且在可居住區域的軌道運行---與恆星的位置沒有近到上面的水被烤乾，也沒有遠到水被完全凍結成冰---他們就找到了生物學家所認為的存在生命的希望之地。
比太陽小的矮星也許是最佳的搜尋之地。這些星體數目眾多（與地球靠得最近的十個恆星有7個是M矮星），它們存在時間長、狀態穩定，能為可能存在生命的行星提供穩定的陽光。對於搜尋行星的科學家來說，最重要的是，恆星的光線越暗淡，離其可居住地區就越近---暗淡的矮星就像小小的篝火，露營者必須坐在一起才感到舒服- --因此，觀察“過境”現象的科學家們很快就會如願以償了。由於靠近中心的行星對恆星施加的引力更大，這就使得它的存在更容易被多普勒方法來確認。事實上，目前找到最有前途的行星--- “超級地球”Gliese 581 d是地球規模的7倍---運行在某顆紅矮星的可居住軌道，這顆紅矮星的質量是我們太陽的三分之一。
如果能在其他恆星系的可居住區域找到類似地球的行星，那麼一架設計出專用於尋找生命跡象的太空望遠鏡就可以大顯身手了，也許有一天它能採集到來自每個行星的光譜，找到可能的生物學特徵，如大氣中的甲烷、臭氧和氧氣，或者找到含葉綠素促進光合作用的植物反射紅光時產生的“紅邊”。不過直接探測和分析該行星自身的光線可能難度太大，因為其亮度可能只有恆星的一百億分之一。但是，當行星“過境”時，它們穿過大氣層的閃爍星光會洩露其成份的蛛絲馬跡，很可能被太空望遠鏡捕捉到。
科學家在試圖對不見廬山真面目的行星進行化學分析時所面臨的技術挑戰是無與倫比的，因此他們在尋找外星生命時還得牢記，這種生命可能與我們這裡的迥然不同。此外，“紅邊”的缺乏可能並不意味著地球之外的行星一點生命都沒有：地球上的生命蘊育了數百萬年才出現陸地植物，然後各個大洲才枝繁葉茂、綠樹成蔭。生物固有的進化過程是如此地不可預測，即使在某個行星上最初萌發的生命與地球上的處在同一時間、屬於同一種類，而時至今日，兩地的生命形式會有天壤之別幾乎是確定無疑的。
正如生物學家雅克·莫諾曾經指出的那樣，生命的演化不僅是必然---這是普遍的自然法則---而且也是偶然，是無數意外的不可預測的干預結果。在我們這個星球的歷史上，偶然的機會多次出現，甚至戲劇性地導致數百萬個物種大規模滅絕，不過在這個過程中，也為新生命的進化創造了空間。這些凶險的意外有些是彗星引起，有些是小行星撞擊地球造成---最近的一次撞擊發生在6.5百萬年前，導致恐龍滅絕，但為人類遠古祖先的誕生提供了機會。因此，科學家尋找的不僅是與現代地球相似的行星，而且要尋找與曾經的或者也許存在過的地球有相似這處的行星。 “在尋找其他生命跡象的過程中，現代地球可能是我們可以使用的最糟糕的樣板，“哥倫比亞大學天體生物學中心主任凱萊布·沙爾夫指出。
圖6：這是某顆恆星身邊看到一顆行星，距離我們500光年，但要確定它是否繞著該恆星運轉，也許還要等上兩年。這顆潛在的巨大行星是木星質量的8倍，它與自己恆星的距離大約是海王星與太陽之間距離的11倍。
圖7：大多數新發現的太陽系外巨行星距離自己的恆星較近。這是一幅從它的月球所見的藝術構想圖，一顆被光環圍繞的巨大行星，距離其恆星較近。這顆月球表面的冰已經融化，形成的海洋深度可能達數百英里，極有可能成為生命的棲息地。
圖8：由哈勃太空望遠鏡拍攝到的壯觀的闊邊帽（Sombrero）星系，距離地球是2800萬光年。其塵埃的寬邊橫跨50000光年。其中心黑洞的質量相當於10億個太陽。
早期的探險家無法深入海洋深處，無法繪製月球遙遠那邊的地圖，也無法識別木星的衛星冰封表面底下的海洋，更無法發現其他太陽系行星上的生命。但是現在我們有理由相信，數百萬顆這樣的行星必定存在生命，而且相信他們不僅掌握了與人類一樣廣泛的知識，而且具有與人類一樣豐富的想像力。
千百年來，我們人類對宇宙知之甚少，以致我們容易陶醉於自己的想像力，卻對現實視而不見。 （正如西班牙哲學家烏納穆諾所說，古老的神秘主義宗教幻想產生於“人類無窮的慾望與極其渺小的現實之無法融合。”）現在隨著科學的進步，已經有越來越明顯的跡象顯示，大自然的創造力遠遠超出我們自己，儘管我們還不太願意承認。現在，帷幕正在拉開，新的世界將有無數的動人故事要給我們講述。
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畢竟宇宙太浩瀚了 生命的奇蹟不會只發生在如微塵般的地球 | 
發表於 2009-11-22 21:57:40
發表於 2009-11-23 05:24:54
