這是一個(gè)真實(shí)存在的超級(jí)地球,距離我們635光年,在這里白天和黑夜可能永恒不變,海洋覆蓋了它的大部分表面,宛如一個(gè)藍(lán)色水球漂浮在無垠的宇宙中。

這顆行星名叫開普勒22b,是人類迄今發(fā)現(xiàn)的最重要的系外行星,它看上去似乎擁有成為第二地球的一切條件:位于恒星的宜居帶,可能有液態(tài)水,甚至可能孕育生命。
這顆遙遠(yuǎn)的星球究竟藏著什么秘密,在它獨(dú)特的環(huán)境下,什么樣的生命可能在悄然進(jìn)化,現(xiàn)在讓我們出發(fā),踏上一場跨越635光年的奇妙旅程,探索銀河系中最神秘的行星。

2011年12月5日,NASA正式宣布發(fā)現(xiàn)了開普勒22b,一顆位于其恒星宜居帶的行星,宜居帶是個(gè)神奇的地帶,離恒星不遠(yuǎn)不近,溫度剛好能讓水以液態(tài)形式存在,既不會(huì)凍成冰,也不會(huì)蒸發(fā)成氣。
開普勒22b的母恒星名叫開普勒22,位于天鵝座方向,距離地球約635光年,這是什么概念,1光年是光跑一年的距離,約9.46萬億公里,635光年就是大約6萬億億公里。

這顆恒星是一顆黃矮星,和我們的太陽在大小、半徑和年齡上很像,估計(jì)有40億歲,和太陽的46億歲差不多,但它比太陽暗20%,亮度只有太陽的80%,從地球上看不到它的光芒,肉眼完全無法察覺。

更奇怪的是開普勒22b的運(yùn)行軌道,地球的自轉(zhuǎn)軸傾斜23.5度,帶來四季變化,但是開普勒22b的自轉(zhuǎn)軸像天王星那樣傾斜到幾乎躺平,這讓它的氣候會(huì)極端得像過山車:半年是酷寒的冬天,半年是炙熱的夏天,晝夜長短和溫度波動(dòng)都讓人難以想象。

甚至它可能早就被恒星潮汐鎖定了,潮汐鎖定是指行星的一面永遠(yuǎn)對(duì)著恒星,另一面永遠(yuǎn)背對(duì),就像月球?qū)Φ厍蚰菢?,如果開普勒22b被潮汐鎖定,它的光熱分布會(huì)分成兩個(gè)截然不同的世界:光亮面永恒白天,黑暗面永恒黑夜。

在光亮面,恒星永不落山,持續(xù)的光照可能讓這里成為生命的搖籃,假設(shè)開普勒22b表面大部分是海洋,水體能吸收熱量,穩(wěn)定溫度,避免過熱,生物可能像地球上的植物那樣,通過光合作用把恒星的光能轉(zhuǎn)化為生存的能量。

再來看黑暗面,這里沒有一絲陽光,像地球深?;驑O地長夜的放大版,乍一看生命似乎無從立足,畢竟沒有光合作用,但地球給我們上了一課:在深海熱泉附近,微生物靠化學(xué)合成生存,利用硫化物等化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生能量,不需要陽光。
開普勒22b的黑暗面可能也有類似生態(tài)系統(tǒng),地底噴出的化學(xué)物質(zhì)滋養(yǎng)著簡單生命,更奇妙的是,這些生物可能進(jìn)化出發(fā)光能力。

這顆星球的晨昏線附近,可能是最適合生命存在的地方,這里不像光亮面那樣炙熱,也不像黑暗面那樣冰冷,而是一個(gè)溫度適中的過渡帶,光亮面的蒸發(fā)會(huì)帶來水蒸氣,黑暗面的冷空氣會(huì)讓水汽凝結(jié),晨昏線可能因此形成河流、湖泊甚至小型海洋。

想象一下:一條狹長的“綠帶”橫貫這顆行星,恒星的光線從地平線斜射進(jìn)來,像地球黃昏時(shí)的柔和光芒,水面反射著微光,空氣中飄著薄霧,微生物可能在這片水域中繁衍生息,生命或許從這里起步,像地球早期那樣,從單細(xì)胞慢慢進(jìn)化成多細(xì)胞生物。

開普勒22b的另一個(gè)關(guān)鍵特征是它可能是個(gè)“水世界”,科學(xué)家根據(jù)它的密度和大小推測,表面大部分被海洋覆蓋,平均水深約49米,這比地球海洋的平均約3700米淺得多,但別忘了開普勒22b直徑是地球的2.4倍,表面積比地球大5.76倍,即使水深較淺,總水量也可能遠(yuǎn)超地球,至于陸地,可能只有零星島嶼,或者干脆沒有,像個(gè)巨大的藍(lán)色球漂在太空里。

所以如果人類有一天登陸開普勒22b,第一關(guān)就是找塊落腳地,假設(shè)你坐飛船降落,打開艙門一看,滿眼是波光粼粼的海面,連個(gè)站的地方都難找,但更大的麻煩是重力環(huán)境,開普勒22b的質(zhì)量估計(jì)是地球的36倍,直徑2.4倍,按引力公式計(jì)算,它的表面重力可能是地球的6倍左右,不穿抗壓服的話,將無法在上面活動(dòng)。

作為尋找系外行星最成功的項(xiàng)目,開普勒計(jì)劃從2009年開始,耗資6億美元,目標(biāo)是掃描天鵝座、織女座和天琴座交匯處的星空,鎖定約15萬顆恒星,尋找可能的行星,開普勒望遠(yuǎn)鏡的“凌日法”像個(gè)精密的光度計(jì),每30分鐘測量一次恒星亮度,精度高達(dá)百萬分之幾。開普勒22b的信號(hào)就是在2011年浮出水面:它的凌日周期是290天,直徑約2.4倍地球,位于宜居帶內(nèi)。

但這些數(shù)據(jù)只是冰山一角。開普勒22b的質(zhì)量無法直接測量,因?yàn)榱枞辗ㄖ唤o出了大小和軌道信息。科學(xué)家通過模型推測,它可能是顆巖石行星,也可能是“迷你海王星”,裹著厚厚的氫氦大氣,如果是后者,表面可能是高壓氣體海洋,而不是液態(tài)水。

開普勒22b雖然誘人,探索它卻難如登天,635光年的距離是個(gè)硬傷。光速30萬公里每秒,單程635年,往返1270年,遠(yuǎn)超人類壽命?,F(xiàn)在最快的帕克太陽探測器要飛99.2萬年,核聚變引擎如果能達(dá)到光速10%,也要6350年。

現(xiàn)在來看,開普勒22b的象征意義遠(yuǎn)超出行星本身,它讓我們了思考生命的普遍性,地球用了46億年孕育人類,開普勒22b的40億年也許也能產(chǎn)生文明,但也可能什么都沒有,否則宇宙就不會(huì)這么寂靜了,所以宇宙中可能存在大量簡單生命,但人類這種智慧文明絕對(duì)是稀有存在。
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