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外星人：那顆恒星邊上沒(méi)有生命才怪哩！ 在外星人眼中，我們的太陽(yáng)系可能只有一顆木星。Sean Raymond 外星人生活在別的恒星周?chē)?。假如他們望向我們的太?yáng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)什么？系外行星搜索技術(shù)的進(jìn)步，讓我們第一次能夠回答這個(gè)問(wèn)題。假如外星人離我們10光年遠(yuǎn)（對(duì)銀河系而言，這只是隔壁），假如他們用我們現(xiàn)在的技術(shù)，在十年或二十年后，到我們的太陽(yáng)周?chē)鷮ふ倚行?，?huì)看到什么？ 他們只能看到木星。 沒(méi)有地球，沒(méi)有火星。根本沒(méi)有巖石行星！沒(méi)有土星，沒(méi)有小行星帶，沒(méi)有天王星和海王星。外星人只能看到木星。而且，也不是直接看到，只是感知。恒星之間太遠(yuǎn)，行星的體積又太小。外星人之所以能夠探測(cè)到木星的的存在，能夠算出它的質(zhì)量和軌道，是因?yàn)樘?yáng)能夠在木星引力的作用下發(fā)生搖擺。僅此而已。用我們現(xiàn)有的技術(shù)，外星人只能發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系存在一顆木星。 此類(lèi)天體系統(tǒng)的引力中心，位于恒星外部。（太陽(yáng)系其它行星和太陽(yáng)之間的引力中心都在太陽(yáng)的半徑之內(nèi)。）那么像這樣擁有一顆木星的太陽(yáng)系在銀河中有多少？ 像太陽(yáng)這樣的恒星其實(shí)并不太多。
太陽(yáng)是一顆G級(jí)星。這類(lèi)恒星通常是黃色的，表面溫度在5000至6000K之間。太陽(yáng)周邊30光年范圍內(nèi)，總共擁有400顆左右的恒星。這其中大部分是M級(jí)星，也就是所謂的“紅矮星”。紅矮星的壽命要比G級(jí)星長(zhǎng)很多，但是更暗。太陽(yáng)在鄰近的恒星中，有那么一點(diǎn)古怪。假如根據(jù)“與太陽(yáng)類(lèi)似”這一標(biāo)準(zhǔn)去考察，那么太陽(yáng)并不常見(jiàn)。它周?chē)挥?0%的恒星和它相似。 現(xiàn)在再來(lái)看木星。讓我們對(duì)系外行星也作個(gè)人口普查。下面這張圖表所表示的，是大約3000顆系外行星的質(zhì)量和與主星距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
和太陽(yáng)一樣，木星也不太常見(jiàn)。只有10-15%的類(lèi)日恒星擁有和木星相似，也就是質(zhì)量50倍于地球的氣體巨行星。（事實(shí)上，已知系外行星中與太陽(yáng)系巖石行星、土星、天王星和海王星相似的幾乎沒(méi)有。） 木星的另一個(gè)不尋常之處，是它的軌道。它的軌道幾乎是圓形的，且比地球軌道大五倍。但在目前發(fā)現(xiàn)的所有系外氣體巨行星的軌道中，只有10%左右是圓形的且比火星軌道大。綜合幾方面的因素，只有大約1%的類(lèi)日恒星擁有類(lèi)木行星。 還有一件事，讓太陽(yáng)系變得特殊。不是因?yàn)樘?yáng)系有了什么，而是因?yàn)樘?yáng)系少了什么。大約一半的恒星周?chē)辽儆幸活w“熾熱的超級(jí)地球”。這類(lèi)行星通常和地球大小相仿，或更大一些。但它們的軌道比水星軌道還小。沒(méi)人知道為什么我們的太陽(yáng)系沒(méi)有這類(lèi)行星，不過(guò)有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，這是木星造成的。
知道了上面這些，我們就可以把這些因素綜合起來(lái)，算一算太陽(yáng)系到底有多特殊。我們可以用類(lèi)日恒星的比例（10%），乘以類(lèi)日恒星擁有木星的比例（10%），乘以類(lèi)木行星擁有類(lèi)木軌道的比例（10%），乘以類(lèi)日恒星沒(méi)有熾熱超級(jí)地球的比例（50%）。結(jié)果只有0.05%。 這一結(jié)果告訴我們，銀河社區(qū)中，每2000顆恒星中，只有1顆恒星擁有和我們太陽(yáng)系相似的天體系統(tǒng)。這意味著什么？這意味著，即使不考慮是否有生命，太陽(yáng)系在宇宙中也不是隨處可見(jiàn)的行星系統(tǒng)。大多數(shù)行星系統(tǒng)和太陽(yáng)系差異巨大。大多數(shù)行星系統(tǒng)的太陽(yáng)是一顆小小的紅矮星。大多數(shù)行星系統(tǒng)在離它們的太陽(yáng)很近的地方有超級(jí)地球，假如那里有一顆氣體巨行星，那么它的軌道要么還要小，要么會(huì)比木星軌道大得多。 但是我們不知道，這類(lèi)太陽(yáng)系是否也會(huì)有金星、地球、土星和火星。我們不知道在沒(méi)有木星的太陽(yáng)系里，或在圍繞紅矮星運(yùn)行的太陽(yáng)系里，地球和土星是否常見(jiàn)。人們渴望了解，有能力孕育生命的行星，和擁有木星的太陽(yáng)系之間，是否存在著因果關(guān)系。也就是說(shuō)，行星系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，究竟是否會(huì)對(duì)其保有生命的能力產(chǎn)生影響？ 對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，人們?nèi)栽趯で蟠鸢浮！爸熘Z”探測(cè)器已經(jīng)進(jìn)入了環(huán)木星軌道，可能會(huì)為我們帶來(lái)一絲希望。正如天體生物學(xué)家Caleb Scharf在《哥白尼情結(jié)》一書(shū)中所言：“部分答案，無(wú)疑就存在于引力系統(tǒng)的物理特性中，存在于幼星周?chē)奂饋?lái)的星際物質(zhì)原始羹湯中，存在于氣體粒子旋渦的內(nèi)在吸引中。但要掌握解謎的關(guān)鍵，可能也只有等待機(jī)遇的到來(lái)?！?/p> Sean Raymond 文 / 老孫 譯 “星空天文”系頭條號(hào)簽約自媒體 |
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