震惊！外星生命或存在于神秘系外行星

ixxi2592 · 发表于 2014-7-24 23:44:53

　　古代外星生命可能在宇宙出生后1500万年一直在一颗奇怪的系外行星上孕育。尽管那时并不存在比微生物更复杂的生命，但宇宙可能为人类的存在而专门设定的概念已经展现出一定的可能·X·。
　　但是，太空并非总是如此寒冷，美国哈佛大学的亚伯拉罕·罗卜（Abraham Loeb）这样说道。早期宇宙充满了超级炙热的气体，或者等离子体，它们逐渐冷却并浓缩形成恒星和星系。我们看到的这些等离子体释放的第一道光便是宇宙微波背景辐射（CMB）。
　　现在CMB的温度大约为绝对零度以上几度而已，但罗卜计算出宇宙大爆炸后1500万年，产生的辐射足够温暖从而将整个宇宙变成一个巨大的可居住区。这样生命友好时代持续了好几百万年，这段时间足以让微生物而非复杂生命出现，罗卜说道。

　　稳定的家
　　一个更棘手的问题便是在宇宙历史里，是否有任何行星在如此早期形成，同时还具备生命所必须的复杂分子。当炙热的等离子体冷却时，它最初只会产生氢和氦原子。较重的物质在第一批恒星的原子核熔炉里锻造，然后随着恒星的爆炸被放逐太空。
　　标准的宇宙学认为在宇宙的大部分地区，形成行星所需要的较重元素的数量直到宇宙大爆炸后几百万年才出现。但目前对物质的早期分布的理解非常不完整，罗卜说道。如果某些区域的密集程度要超出平均水平，那么行星和恒星更早出现是可能的——很可能是在CMB的温度非常合适的时候。

　　“这些行星是非常罕见的天体，因为它们的存在本身就是极度不可能的。但由于宇宙是如此广袤，它们的存在也不难理解。”
　　这样的物理条件可能非常适合生命出现，但任何微生物都需要时间进化，英国圣安德鲁斯大学的杰克·奥马里-詹姆斯（Jack O'Malley-James）这样说道。我们的太阳是中等大小，目前已经50亿岁了，它预计还将再活50亿年。相比之下，最古老的恒星可能更加巨大，生命周期相对更短，大约只有几百万年。
　　“这样的系统在早期阶段将非常平静和稳定，从而给予生命获得立足点的机会。” 奥马里-詹姆斯说道。

　　重要·X·
　　虽然这样的古代生命形式听起来非常古怪，但罗卜认为如果它削弱了人择原理，那么这一观点还是值得探索的。这一在宇宙学领域引发激烈辩论的观点认为宇宙里的基本常数调和的恰好适合我们对之进行观测。
　　例如，一个名为宇宙常数的参数解释了宇宙加速膨胀是因暗能量所致。但理论也预测这个常数的价值可能非常大，远超出我们能够测量的范围。如果事实的确如此，那么暗能量向外推动的力将与引力拖拽不相符合，像行星和恒星这样的结构最初也不可能形成。

　　人择原理解决了这一难题主要是假定了在多重宇宙里宇宙常数具有不一样的价值，这一价值会随着特定宇宙里物质密度的不一样而相应的发生改变，而宇宙物质的密度会随着宇宙膨胀而发生变化。
　　我们恰好生活在一个合适的宇宙，也即宇宙常数的价值非常适合人类的出现。但是很多宇宙学家并不赞同这种推理方式，因为他们认为这太过简单。
　　“有关人择原理的辩论给予我们不再寻求更基本的理解的借口。“罗卜说道。这使得“宇宙大爆炸生命”的概念听起来更有吸引力。

　　生命出现所需要的更密集的物质区域可能还需要一个大100万倍的宇宙常数。这意味着即使在宇宙常数并不是特别合适的时候，仍有生命存在于宇宙里，这使得人类的存在显得不那么特殊。
　　生命在罗卜设想的可居住时代进化也不是不可能的，美国马萨诸塞州德福德塔夫斯大学的宇宙学家亚历山大·维兰金（Alexander Vilenkin）这样说道。
　　但是，他思考这种事件发生的概率非常低，从人择原理所基于的统计学角度来说，宇宙中大多数生命应该适合现在的环境。“如果我们是典型的观察者，我们应该生活在一个具有较小宇宙常数的世界里。” 维兰金说道。

　　一个国际天文学家小组利用设在夏威夷的日本昴星团望远镜首次拍摄到围绕明亮恒星GJ 504运行的一颗系外行星的图像。这颗编号为GJ 504b的系外行星是一颗巨行星，其质量大约是木星的数倍，大小则与木星相当。它是迄今使用直接成像技术在一颗类太阳恒星周围发现的质量最小的系外行星。
　　米歇尔·迈克埃尔文(Michael McElwain)是一位来自美国宇航局戈达德空间飞行中心的科学家，也是做出本次发现的科学组成员之一。他说：“如果我们能前往这颗行星近距离观察，我们将会发现这颗行星由于内部的热量仍在自身发出暗色的光芒，就像是一颗樱桃，一种单调的暗红色。”他说：“我们的近红外相机发现其相比其它拍摄的行星蓝色调要显得强得多，这可能暗示其大气中云量较少。”

　　GJ 504b围绕恒星公转的距离几乎是木星到太阳距离的9倍，这一现象给解释其成因的理论提出了一个大难题。根据目前最广为接受的理论，即所谓核吸积模型，木星这类巨行星形成于围绕年轻恒星存在的富含气体和碎屑的吸积盘。在小天体的相互撞击中出现原始的星子，在不断的撞击吸积过程中这个原始星子逐渐壮大，并在引力作用下不断吸收更多的物质和气体，最终形成行星。
　　这一理论在太阳系中得到了较好的应用，可以解释从水星一直到海王星的形成，后者的轨道距离是地球的30多倍(即30个天文单位，AU)。但是在更远的距离上，这一理论开始显现它的局限·X·。而行星GJ504b到其恒星的投影距离是43.5AU，所谓投影距离是在不确知该行星系统相对我们视线倾角的情况下测量得到的距离值，真实的距离值取决于该系统真实倾角值的大小。

　　项目组成员，美国普林斯顿大学哈勃奖学金博士后马库斯·詹森(Markus Janson)表示：“在传统行星形成理论框架内，这是最难以解释的情况。”他说：“它的发现说明我们有必要认真审查现有的行星形成理论，或许我们将有必要对其中的一些基本假设进行重新评估。”
　　该项研究是“昴星团望远镜系外行星与吸积盘战略考察”(SEEDS)计划的组成部分，该计划的目的旨在使用设在夏威夷莫纳克亚山顶的日本昴星团望远镜对数百颗近距离恒星进行直接成像，尝试拍摄其周围可能存在的行星体或吸积盘结构。这项为期5年的计划于2009年开始，由日本国立天文台的天文学家田村元秀博士领导。

　　尽管直接成像被认为是搜寻围绕其它恒星运行的行星体和吸积盘结构最直接也最重要的手段之一，但是其难度和挑战也是可想而知的。日本东京工业大学的天文学家葛原正幸教授是做出此次这一发现的研究组负责人，他说：“此次直接成像给出了这颗系外行星的亮度，温度，大气以及轨道方面的大量信息，但是由于这颗行星是如此暗弱，如此靠近恒星，这就像是尝试在一台探照灯的周围寻找一只萤火虫。”
　　借助昴星团望远镜安装的先进自适应光学修正系统，SEEDS项目在近红外波段开展成像工作。自适应光学系统可以抵消地球大气扰动产生的偏差。加上另外一些先进设备的协助，一切这些让研究组得以将系外行星直接成像的边界进一步向前推进一步。有关本次这项研究工作的论文已经被《天体物理学报》接受，将于近期发表。

　　研究显示，这颗编号为GJ 504b的系外行星质量约为木星的4倍，有效温度约为237摄氏度。其围绕公转地恒星GJ 504为一颗G0型恒星，这表明其温度比太阳稍高一些，在夜空中其位于室女座，亮度接近肉眼视觉极限。这颗恒星距离地球约57光年，天文学家估算认为这一行星系统的年龄约为1.6亿年，这是根据这颗恒星的颜色以及自转速度推算出来的。

　　年轻的恒星是进行直接成像最有吸引力的目标，因为其周围新生的行星还尚未能充分冷却，这就增加了其在红外波段的辐射信号强度。迈克埃尔文说：“我们的太阳正值中年，但是GJ504现在才刚过了它寿命的1/30，它还非常年轻。因此对这样一个恒星系统进行观测就有点像是观察我们太阳系极早期的模样。”

资深会员勋章

优秀会员勋章

原创先锋奖勋章

超级水贴勋章