在太阳系以外寻找生命迹象或有了新进展

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科学家发现，七颗（不是一颗）与地球大小类似的、可能存在生命的行星正在围绕一颗不太遥远的小型恒星运行，这是在太阳系以外寻找外星生命迹象的第一个现实的机会。

这些行星所环绕的矮星叫做 Trappist-1 （Trappist-1），距离地球大约 40 光年，即 378 万亿公里。在天文学上，这个距离很近，而且七颗行星的轨道方向恰好可以使我们对其进行极为详细的研究。

天文学家表示，如果和矮星之间的距离合适，这个新系统中的一颗或者几颗系外行星可能具有适宜的温度，能够容纳大量水体。

这项发现周三发表在《自然》杂志上。在该杂志组织的一场电话新闻发布会中，一直在观测 Trappist-1 的国际团队领导人、比利时列日大学天文学家迈克尔·吉隆（Michael Gillon）表示：“这是人类第一次在同一颗恒星周围发现如此众多的此类行星。”

科学家甚至有可能发现关于外星人的令人信服的证据。

英国剑桥大学天文学家阿莫里·H·M·J·特里奥（Amaury H. M. J. Triaud）是研究团队的另一名成员，他表示：“我想我们朝着发现那里是否存在生命的研究迈出了重要一步。如果生命能够在那里发展起来，释放出与地球类似的气体，就能被我们发现。”

冷红矮星是最常见的一种恒星，因此天文学家可能会在未来几年发现更多与 Trappist-1 类似的行星系。

在美国宇航局（NASA）周三的新闻发布会上，NASA 科学任务指挥中心副行政官托马斯·泽布琴（Thomas Zurbuchen）表示：“我们可以想象一下有多少行星可能成为适合居住的生态系统。我们在宇宙中是孤独的吗？在这个问题的回答上，我们这次的发现是一次进步，一次巨大的进步。”

目前位于地面上的望远镜以及位于轨道上的哈勃太空望远镜将能够分辨出行星大气中的一些分子。计划将于明年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜可以观察光线中的红外波长，这是研究 Trappist-1 的理想波长。

对于七颗行星不同状况的比较也很有启发性。

麻省理工学院天文学家莎拉·西格（Sara Seager）不是这个研究团队的成员，她表示：“由于这些行星的发现，我们很快就可以开启在 Trappist-1 星系中寻找生命的工作。这是我们首次不用推测这些情况，我们只需要等待，然后进行非常仔细的观测，看看 Trappist 行星的大气中包含哪些物质。”

即使所有这些行星都没有生命，科学家也可以了解到阻止生命蓬勃发展的更多因素。

天文学家一直认为其他恒星一定拥有行星，但在几十年前，他们还无法发现这些行星。现在，根据《系外行星开放目录》，天文学家已经证实了超过 3400 颗系外行星。（系外行星指的是围绕太阳系以外的恒星转动的行星。）

这篇发表在《自然》杂志上的论文的作者中包括了迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz），他和其他天文学家在 1995 年发现了围绕其他恒星转动的第一颗系外行星。

虽然 Trappist 行星的大小与地球类似——直径差异不超过 25%——但它们的恒星与我们的太阳截然不同。

Trappist-1 是以智利阿塔卡马沙漠中一台程控望远镜的名字命名的，天文学家们最初用这台望远镜研究这颗恒星。 Trappist-1 属于天文学家所说的“超冷矮星”，质量只有太阳的十二分之一，表面温度为 2287 摄氏度，比太阳表面的 5537 摄氏度低得多。Trappist 是“凌日行星和微星小型望远镜”的缩写。

在 NASA 新闻发布会上，吉隆博士做了一个简单的类比：如果将太阳比作篮球， Trappist-1 就是高尔夫球。

直到几年前，在银河系以外寻找生命的科学家才开始专注于在与太阳类似的恒星周围寻找与地球大小类似的行星。不过在恒星明亮的光线中找出行星的光线是一件很难的事情，相比之下，又小又暗的矮星研究起来要容易得多。

去年，天文学家宣布在距离地球最近的恒星、即 4.24 光年以外的比邻星周围发现了与地球大小类似的行星。这项发现使用的是另外一种技术，无法对行星大气进行研究。

Trappist-1 约是太阳的 8% 大小。图片版权：ESO（欧洲南方天文台）

Trappist-1 会周期性地出现闪烁，这表明可能有一颗行星运转到了它前面，挡住了部分光芒。天文学家根据阴影的形状估算行星的大小。

在去年的研究报告中，由于 Trappist-1 闪烁的次数很多，天文学家推测它周围至少有三颗行星。世界各地的天文望远镜都开始观测 Trappist-1，就像美国宇航局的斯皮策太空望远镜（Spitzer Space Telescope）一样。

斯皮策望远镜对 Trappist-1 进行了大约 20 天近乎全天候的观测，捕捉到了 34 次凌星现象。再加上地面观测结果，最终科学家估算出的行星数量不是三颗，而是七颗。这些行星体积太小，与恒星的距离又很近，很难直接拍到。

七颗行星全都离矮星非常近，公转速度比太阳系的行星快很多。最近的行星公转一周只要 1.5 天，最远的一颗也只需要 20 天就可以公转一周。这个行星系看起来更像是木星的卫星系统，而不是太阳系这样的大型行星系。

吉隆博士表示：“它们形成了一个非常紧凑的星系，行星之间彼此靠近，跟恒星的距离也很近。”

另外吉隆博士还说，里面六颗行星的轨道周期表明，它们是在远离恒星的地方形成的，然后全都被慢慢向内拉近。

由此这些行星与冷星的距离如此接近，它们的表面温度很可能正好适合液态水存在，而这正是最基本的生命构成成分。

第四、第五和第六颗行星的轨道正好位于该星系的“宜居带”上，这几条轨道上的行星上有可能生成海洋。到目前为止一切还只是推测，但通过测量行星遮挡的光波波长，科学家将能够计算出这七颗行星的大气层中存在哪种气体。

目前，他们已经确认最里面的两颗行星都不是包围在氢气中的。这意味着它们也是像地球一样的岩石体，排除了其它恒星周围很常见的、像迷你海王星一样的气体行星的可能性。

由于这些行星实在太靠近 Trappist-1，它们很可能已经被恒星“引力束缚”住，会一直以某一面朝向恒星，就跟地球的卫星月球总是以同一面面向地球一样。这就意味着其中一面会更热，但大气层可以调节热度，而且科学家表示，这对于生命的形成并不是不可逾越的障碍。

特里奥说，如果一个人站到其中某个行星上，会发现周围环境昏暗，可见光可能只有我们在地球上看到的太阳光的百分之一二程度。（不过仍要比夜晚的月亮更加明亮一些。）恒星看上去会大很多，在 Trappist-1 行星上，“太阳”会有我们在地球上看到的三倍大。

至于这颗恒星的颜色，特里奥表示：“我们还在讨论中。”

特里奥说，有些科学家推测是深红色，但由于它大部分光线都是以人眼无法看到的红外波长发出的，或许你会“看到更像是鲑鱼红的某种颜色”。

美国宇航局发布了一张图片，形象说明了第四颗行星上的天空可能会是什么模样。

如果观测显示，在某颗行星的大气层中发现了氧气，那么很可能就会有进行光合作用的植物存在——不过这种推测也不是完全确凿。但吉隆博士表示，如果氧气再加上甲烷、臭氧和二氧化碳，尤其以某种特定比例混合的话，“那我们就可以 99% 肯定上面是有生命存在的”。

天文学家预计，至少还需要几十年的技术发展，我们才可以在那些更大、更明亮的类日恒星周围对于是否存在类地行星进行同样的观测。

特里奥表示，如果 Trappist-1 周围真的有生命存在，“那很好，我们没有等太久。但如果没有的话，我们也可以对生命存在的条件有比较深入的了解”。

这一发现可能还意味着，如果大部分适合生命存在的行星都是围绕矮星运转的话，那些通过无线电讯号搜索外星文明的科学家很可能一直以来也都找错了地方——矮星可比那些体积更大的类日恒星存在时间长多了。

位于加州山景城的地外文明搜寻研究所（SETI Institute）目前正使用加利福尼亚一组 42 架天线的艾伦望远镜阵深入观测 2 万颗红矮星。研究所的天文学家赛思·肖斯塔克（Seth Shostak）表示：“这个发现从某种程度上可以成为让项目继续的理由”。

肖斯塔克博士说：“如果你在寻找复杂生命体，可能越老的星系越好，有智慧的外星人可能也需要很长时间才能从藻类进化而来。宇宙中生活的大部分智慧生命应该都可以抬头在他们的天空中看到一轮昏暗的红色‘太阳’——这样他们至少不用操心防晒问题。”

翻译 熊猫译社 刘清山 乔木

题图来自 Wikimedia Commons

? 2017 THE NEW YORK TIMES