三体生命真的存在吗?当三体星被证实存在后,科学家为此展开辩论
刘慈欣在他的巨著《三体》中,描述了一颗围绕着比邻星所在的三星系统公转的行星——三体星。他还描述说,三体星上有三体人,可以通过脱水熬过“乱纪元”,在“恒纪元”复苏,实现生存。
在《三体》推出整整10年后的2016年,科学家竟然真的在比邻星的三星系统中发现了行星的踪迹,这就是比邻星b(Proxima b)。借助欧洲南方天文台安装在智利拉西拉天文台上的高精度径向速度行星搜索器(High Accuracy Radial velocity Planet Searcher,缩写:HARPS),科学家们捕捉到了这颗行星的存在痕迹。
虽然大家已经纷纷谈论这颗行星了,但是在天文学上它始终只是疑似行星。不过,借助位于智利的新一代光谱仪ESPRESSO,科学家们终于证实了这颗行星的存在,并且在《天文学和天体物理学》上对外公布了这一结果。
确认比邻星b的存在一直是科学家们的重点项目之一,因为一旦被发现,它就会成为距离我们最近的系外行星,这对于我们观测系外行星来说至关重要。
根据他们的观测,比邻星b的质量大约是地球的1.17倍,虽然比之前估计的1.3倍小一些,但是和地球的尺寸更加接近了。
比邻星b围绕宿主恒星公转一圈的周期非常短,只有11.2个地球日。这意味着,它和宿主恒星的距离非常近。不过,由于比邻星本身是一颗非常暗弱的红矮星,质量不足太阳的1/8,表面温度3042K也几乎只有太阳的一半。因此,即便比邻星b如此靠近宿主恒星,只有日地距离(约1.5亿公里)的1/20,但它所接收到的能量竟然和我们地球差不多。
从质量到接收到的光照,比邻星b都和地球如此相似,让人不禁心里发出疑问:难道“三体星”比邻星b真的可能存在“三体人”吗?
由于表面温度可能和地球非常接近,因为我们有理由相信,比邻星b上是很可能拥有液态海洋的,甚至如果水量充足的话,会和地球上的海洋拥有同样的规模。我们现在知道,对于生命的孕育来说,液态海洋比氧气还要更加重要。
这里所说的液态海洋,并非只有水。当我们在地球上发现一些微生物竟然可以靠甲烷获取能量之后,我们意识到生命的形式之多可能远远超过我们的想象。尤其是科学家发现土星最大的卫星土卫六上很可能拥有巨大的甲烷或乙烷海洋,更让我们认识到地外生命可能与我们人类有多么巨大的差别。
但是,就我们目前的认知,海洋仍然是孕育生命的最重要因素之一。而在可能的各种海洋中,由水构成的海洋又是最适合的。而比邻星b的表面温度和地球类似,甲烷和乙烷只能以气体形式存在。如果它表面有海洋,自然是和地球一样的水组成的。
可是,即便如此,还是有很多科学家对比邻星b表面的环境持悲观态度。尽管拥有着允许液态水存在的温度,但比邻星b还面临着另外一个威胁,那就是X射线。虽然宿主恒星温度低,如此近的距离也能让比邻星b拥有温暖的温度。但是,比邻星的恒星风并不比太阳弱,它辐射的各种高能粒子和X射线,让如此之近的比邻星b成为了被辐射狂轰滥炸的星球,这也是其他围绕红矮星公转的系外行星可能面临的问题。科学家推测,比邻星b承受的X射线强度达到了地球的400倍。这对于生命和行星的大气层来说,都是严峻的考验。
幸运的是,地球拥有一个完整的大气层,能够很好地吸收来自宇宙的X射线。它们进入地球大气层的时候,会被空气中的各种分子所阻挡。科学家告诉我们,X射线想要穿过地球的大气层,相当于试图穿透一堵厚度达到16英尺(约合4.88米)的水泥墙,这几乎是不可能的。因此,虽然这使得我们在地面想要探测宇宙中的X射线有点困难(好在现在可以通过太空望远镜观测),但我们仍然要感谢它在几十亿年的时间里保护了地球的生物。
实际上,即使是地球的大气层,想要抵御这些X射线也非常辛苦,有些科学家认为,如果真的想避免被这些射线伤害,一颗行星还需要更加浓厚一点的大气层,地球的大气层厚度可能是一个较低的水平。看一看今天的火星,就知道稀薄的大气层在宇宙射线面前是多么无力。
因此,尽管液态海洋对于生命来说至关重要,但是大气层的存在的重要性比它有过之而无不及。
对此,负责ESPRESSO科学性能和数据处理的研究人员Christophe Lovis表示了自己的怀疑:“这颗行星是否拥有可以抵挡这些致命射线的大气层?如果这种大气层真的存在,它是否含有有利于促成生命出现的元素(例如氧)?而这样的有利条件又能保持多久呢?”
当然,虽然心存怀疑,但他也并非坚定地抱着悲观的态度。他和其他几位共同利用ESPRESSO确认比邻星b存在的同事们一起,都寄希望于未来更高性能的观测设备问世,来对这些线索进行观测。
(图片说明:地球和比邻星b 假想的天空对比图)
目前,科学家们正在研发RISTRETTO光谱仪,这台仪器将在很大程度上参考比邻星b,对它的数据进行详细的观测。不过话说回来,这些科学家给光谱仪起名字也是太随意了,全都是咖啡的名字。确认比邻星b的ESPRESSO的另一个意思是浓缩咖啡,而RISTRETTO代表的则是超浓咖啡。谁知道呢,可能是寻找地外行星时太困了,喝一口咖啡提提神,顺便就给起了名字吧……