天文学家借新技术寻找另一个地球 _天文学家

图1：像不像我们的地球家园？这是葛利斯恒星系（the Gliese system）中四颗围绕轨道运行的行星，其中包括新发现的Gliese 581 e (前景)和581 d 。前者是一颗岩石星，大约是地球重量的2倍；后者可能存在液体状态的水。该恒星的亮度不如我们太阳，距离我们20光年。图2：250亿英里之外，被飞扬的尘土遮蔽真实面目的Fomalhaut b 。这张照片被哈勃太空望远镜拍到，也是在我们太阳系之外被直接拍摄到的行星照片之一。中心部分的恒星耀光被行星遮挡。图3：去年3月，美国宇航局在南佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射了开普勒望远镜，吸引了大批人群观看。开普勒的任务是密切关注10多万颗地球大小行星的各种迹象。纵观历史，人们仅知道宇宙中只有一个地球存在，然而，用不了多不久，可能会出现一个新的，接着，又是一个。人类花了数千年时间来探索自己的星球，又花了几个世纪去了解与我们相邻的行星，不过现在每星期都有新的世界被发现。迄今为止，天文学家已经确定围绕其他太阳系旋转的行星超过370多颗。许多人是如此的好奇，以至于对生物学家J. B. S.霍尔丹的名言深信不疑：“宇宙不仅比我们想象到的奇妙，甚至比我们想象不到的更奇妙。”距离地球260光年的地方有一颗类似伊卡洛斯的“热土星”，围绕着自己的恒星飞速旋转，其一年不到3天，而另一颗远在150光年之外的“热木星”，却被烤得焦头烂额，其高层大气向外喷发，形成一个庞大状如彗星的尾巴。还有三颗暗无天日的行星一直在围绕一颗脉冲星旋转 --- 这颗往日耀眼的巨星如今的大小如同一座城市，绕着原子核高速旋转 --- 与此同时，无数身世不明的世界不是被太阳吞噬，就是被自己的系统所抛弃，成为游荡在永恒黑暗中的 “无家可归者” 。科学家们渴望在这些宇宙怪物之中寻找熟悉的蛛丝马迹：与地球相似的行星，距离自己的恒星既不太热也不太冷，恰到好处，以便维持我们所知的生命。然而这样的行星还没有被找到，大概是因为它们太不显眼了。希望在耀眼的星光中发现一颗渺小暗淡如地球的行星，就像在烟花齐放的时刻找到一只萤火虫；同样探测其对恒星产生的引力作用，就像在呼啸的旋风中聆听蟋蟀鸣叫。令人幸喜的是，天文学家借助新技术正在迅速接近这一天：发现新的地球，找到生命迹象。太阳系以外已经被拍摄到的行星有11颗，它们个大、明亮，处在远离自己恒星的合适位置，其余大部分行星已经被光谱多普勒技术侦测到，通过星光分析得到的证据显示，恒星正受到其行星引力的轻微推拉。近年来，天文学家对多普勒技术进行了改进，现在他们可以侦测到恒星每秒一米的位置变化，这相当于人步行的速度。这种技术足以探测到运行在大轨道上的巨型行星，或者距离恒星非常近的小行星，但是，如果有一颗类似我们地球的行星距离其恒星93万英里，则无法探测到。地球围绕太阳旋转的速度大约是人步行的十分之一，或者相当于在地上爬行的婴儿；当如此微弱的光信号从一颗遥的远恒星传来时，天文学家是无法捕获的。另一种方法是观察恒星亮光中出现的周期性微弱的明亮变化，假如有行星在绕着它旋转并且阻挡其部分光亮的话。在所有行星系统中，充其量只有十分之一可能被定位，其出现的被称之为“过境”的小日食可以在地球上观察到，这意味着天文学家可能需要耐心等待捕捉它们为数不多的“过境”机会。现在正在第三也是最后一个年头执行其主要任务的法国柯罗卫星（COROT），已发现7颗“过境”行星，其中一颗比地球大70% 。继任的美国开普勒卫星（Kepler）是比柯罗更加雄心勃勃。它于去年3月从卡纳维拉尔角发射升空，身上装着上一台0.95米口径的大型数码相机和一台95兆像素的探测器。它每30分钟拍摄一次视野宽阔的照片，在一幅照片上可以捕捉到从天津四(天鹅座第一亮星)和织女星之间10万多颗恒星的亮光。与此同时，位于地面的计算机时时刻刻监测着所有这些恒星的亮度，一旦探测到“过境”行星出现的亮度变化信号，计算机会立刻提醒人类。图4：这是业余天文学家在新墨西哥州拍摄的地球旋转的照片。为了观察遥远的世界，寻找生命的初创期，各种新颖的太空和地面观测仪器一起上阵，通过电磁波谱搜索宇宙中各种大小的天体。图5：天文学家知道闪烁的光芒中可能有绕轨道运行的行星。当某颗行星，例如金星，从太阳表面穿越时，这颗恒星的表明会出现暗点，尽管这种变化是那么微弱。由于2009年开普勒太空望远镜的发射，现在可以同时监测近20万颗恒星表面的光影变化。未来的任务将围绕于可居住区发现的行星，分析其大气化学成份，侦测水和氧气的存在。那个最大的疑问很可能这样回答：我们并不孤单。