探索地外生命天体

    今年8月31日，美国天文学家宣布，他们在太阳系外发现了两颗围绕其他恒星运转的如海王星大小且表面可能是岩石的行星。在此之前的8月25日，欧洲天文学家亦曾宣布，他们首次在太阳系外发现了类似地球的岩石行星。这些被称为“超级地球”的行星，再次引发了人们探索地外生命天地的热情。

　　天文学家的理论推断

　　银河系约有3000亿颗恒星，太阳仅是其中的1颗，不能说只有太阳系中的地球有生命。天文学家们认为，银河系中带有行星系统的恒星约占恒星总数的93%，即2800亿颗。由于行星上的生命要靠恒星的光和热来孵育，故而要求恒星的质量不超过太阳的1.4倍和不小于太阳的1/3，这种太阳型恒星约为1/4，即750亿颗。考虑到行星既不能离恒星太近也不能离恒星太远，以避免过热或过冷，这种具有生态圈的恒星约为2/3多一点，即520亿颗。鉴于生命起源必须具备碳、氢、氧、氮、硫这样一些元素，而它们中的大多数是在老的恒星瓦解后的尘埃形成的新恒星及其行星系统中才具有的，因此应在第二代恒星的行星系统中去寻找生命，这种恒星约为1/10，即52亿颗。据推测，每两颗第二代恒星的生态圈中只有1颗具备所需元素条件的行星，加之质量不小于地球质量40%的地球型行星仅为其中一半，故而这样的行星数量为13亿颗。大概每两颗地球型行星中有1颗可孕育生命，因此可居住生命的行星为6.5亿颗。因为有近8%的行星还太年轻，来不及诞生生命，故而又要减去0.5亿颗行星。这样银河系中有生命栖息的行星数目就是6亿颗。如果这些星球上生命进化历程也和地球上类似的话，那么拥有丰富多彩的陆地生命的行星将近70%，即4.16亿颗。当然，其中一部分行星生命也会进化为智慧生物，形成它们自己的文明，估计这个比例大概为1/400，即约为100万颗。

　　有些学者认为这个推理数目过大，应改为50万颗，也有主张约为10万颗的。

　　最新研究提出的见解

　　今年4月3日出版的《新科学家》杂志介绍了英国开放大学巴里•••琼斯教授领导的研究小组用计算机模拟的9个类似太阳系的星系运转情况结果。琼斯认为，虽然目前发现的都是像木星一样不大可能有生命存在的行星，但是至少有10%的太阳系外星系中拥有类似地球的行星。其中又有约为一半的此类行星处在温度适宜的区域内。这就意味着，大概有1/20的星系中可能有支持生命的条件，即可孕育生命的行星为140亿颗。

　　今年4月30日日本《产经新闻》报道，东京工业大学副教授井田茂通过对太阳系以外行星诞生过程的计算和模拟，得出的结果是，银河系中有100亿颗存在水的生命型行星。他把液态水存在的条件定为，行星与恒星的距离相当于地球与太阳距离的0.7到1.3倍，行星质量相当于地球的1/10到10倍，比以前的范围有所扩大。

　　由此可见，生命型行星的数量远远超出以前的估计。随着今后各种天文望远镜精度的逐步提高和发现太阳系外行星数量的增多，这一研究结果还会向着贴近实际情况的方向不断变动。定量地讨论银河系生命存在的可能性，其意义非常重大，它将推动太阳系外生命科学的发展，并将完善相关理论和进一步开阔人类的视野。

　　发现的太阳系外行星

　　科学家在理论上探讨太阳系外行星的同时，也以实际行动积极寻找这类天体。1995年10月6日，两位瑞士天文学家迈耶和奎洛兹宣布，他们在靠近飞马座51恒星的位置发现了1颗行星，这被公认为首次发现的太阳系外的行星。自那时以来，不断有系外行星的发现，截止到2001年11月，数量已达71颗。此后发现步伐有所加速，至今已发现了总数为138颗的系外行星。

　　今年8月以前发现的135颗系外行星，分别与119个恒星组成了118个行星系统。其中有两颗行星是围绕着双恒星运转的，还有3颗行星是绕1颗恒星运转的，也有两颗行星是绕1颗恒星运转的，但更多的是1颗恒星拥有1颗行星。当然不排除今后会在这些星系中继续发现新的行星。在所有的行星系统中，约有100个星系的恒星近于太阳，而全部行星大都是类木型的巨大气体行星，最小的质量也是地球的38倍，它们都不可能繁衍生命。2003年12月1日，英国天文学家宣布，在织女星身旁找到了1颗类地行星，是否属于生命型行星尚难断定。

　　最近欧洲科学家发现的岩石行星，质量相当地球的14倍，围绕恒星公转一周的时间相当于地球上的9.5天。它是迄今在太阳系外发现的行星中质量最小的。其恒星与太阳类似，处在距离地球约50光年的天坛星座中。这颗行星与恒星的距离不到地—日距离的1/10，因此温度可能极高，不适宜生命存活。初步分析显示，它的外部有大气层包裹，大气质量约为行星质量的1/10。

　　紧接着美国科学家又发现了两颗质量较小的系外行星。它们质量相近，介于17个至21个地球之间。其一是围绕距离地球33光年的小恒星运转的行星，与恒星相距500万公里，每2.64天公转一周。由于过于接近恒星，该行星表面温度异常高，不可能有生命。它仅有一个表面面向恒星，如果是多岩石的星体，则其背面仍然是黑暗和冰冷的。值得注意的是，其恒星是1颗红矮星，位于狮子星座，发射的光只相当于太阳的2-3%。在此之前的4月16日，欧美天文学家宣布，在人马座发现1颗行星，其恒星也是1颗红矮星。这一类恒星在银河系中占到恒星总数的70%。

　　其二是围绕距离地球41光年的恒星运转的行星。其恒星与太阳大小相近，位于巨蟹座。以前已经发现，有3颗巨大的气体行星围绕着这颗恒星运转，公转周期在14天到4520天之间。此次发现的行星是4颗行星中距离恒星最近的，也为500万公里，公转周期为2.8天。尽管该行星上的温度过高不宜孕育生命，但就目前发现情况而言，这个星系与太阳系最为相似。

　　专家们认为，发现这3颗像海王星质量的行星，标志着系外行星探测工作进入了一个新时代。随着观测技术的进步，发现类似于地球一样的行星的可能性越来越大。

　　继续寻找系外类地行星

　　为了寻找类地行星，欧美工业发达国家已制定了探测计划。4月12日，欧洲空间局和美国宇航局签署备忘录，希望能在2020年之前实施各自的探测计划，并在未来的类地行星探测工作中展开新的合作。前者将把工作重点放在自由飞行干涉仪探测的研究上，即通过2012年发射的6架编队飞行的天文望远镜收集到的光线数据，利用消零干涉方法探测类地行星。后者将在2014年前后发射两艘宇宙飞船，结合可见波长和红外波长的联合探测，用以进行类地行星的搜寻工作。

　　其他还有欧空局的爱丁顿计划和美国宇航局的开普勒计划。欧洲将于2007年发射1.2米广视场空间望远镜，可探测3262光年以内的恒星，有望发现几十颗类地行星和更多的类木行星。美国将于2007年启动致力于凌星观测的探索工作，使用口径1米的空间望远镜检测10万颗稳定的恒星，以求探寻到多颗类地行星。

　　不难看出，对银河系生命型行星的理论研究和实际探测的步伐正在加快。由于越来越多地使用太空望远镜从地球大气层以外进行观测，因而获得的成果也会越来越多，目前尚不为人所知的许多类地行星将逐渐显露出来。毫无疑问，这不仅将引起人们对发现太阳系外生命型行星的热切期待，而且将推动系外生命科学的发展。

　　寻找生命型行星的目的，是为了最终发现太阳系外的理智生物并与之联络。一些科学家认为，21世纪自然科学的最大成就可能莫过于此。这一发现如果成真，将使地球人类与地外文明接触，获得更加先进的科学技术和文化知识，加速进军银河系深空的步伐。（国家航天局网特约撰稿/尹怀勤）