撰文:蒂莫西 · 费里斯 TIMOTHY FERRIS
翻译:王晓波
在人类的整个历史中,已知存在于宇宙中的地球是唯一的。但在被现代科技拓展到极致的人类视野中,新的地球也许很快会一个又一个地涌现。

人类花了几千年时间探索自己的星球,又花了几百年了解与之比邻的行星,但时至今日,我们每天都在发现新的世界。天文学家迄今已识别出370颗以上的“系外行星”,即环绕太阳以外的恒星运转的新世界。许多行星极尽奇特之能事,足可佐证生物学家霍尔丹的名言“宇宙不仅比我们所想的要古怪,而且古怪得超出我们所能想象的极限”。距地球260光年有颗类似伊卡鲁斯小行星的“火热土星”,绕着母星急速旋转,快得令它的一年只有不到三天。被烤得炽热的“火热木星”围绕150光年之外的另一颗恒星旋转,它的上层大气被炸飞,形成了一条如彗星般的巨大尾巴。还有三颗暗无天日的行星环绕的是一颗脉冲星——某颗庞大恒星的遗骸,坍缩成一个相当于中型城市大小的飞旋的原子核——而另有不计其数的行星显然落入了各自的太阳烈焰中,或是被甩出其行星系,变成了“漂泊者”,在永恒的黑暗中漫游。
在如此林林总总的怪诞之中,科学家们渴求的却是一丝熟悉:和地球相似的行星,在恰到好处的距离上——既不太冷也不太热,适于养育生命——围绕自己的恒星旋转。然而符合条件的星球仍一颗都没找到,大概是由于它们太不显眼了。要把如地球般微小晦暗的行星从其恒星的炫目光辉中找出来,就好比在焰火表演的现场看一只萤火虫;而要检测出此行星对此恒星的引力影响,则有如在龙卷风中听一只蟋蟀低鸣。不过,天文学家把科技推向了极致,发现另一颗地球、向其求索生命迹象的这一天正在迅速接近。

至今,被拍下照片的系外行星只有11颗,都是又大又亮,而且远离母星,易于察知。其他大多数系外行星都是用多普勒光谱技术检测出来的:分析恒星发出的光线,以得出它受到行星引力牵扯的证据,这是一种极其轻微的往复变动的作用力。天文学家近年已极大地完善了多普勒技术,一颗恒星即便以区区每秒1米的速度(差不多等于人类的步速)被拖离预定轨道,也逃不过他们的法眼。这足以检测到某恒星在遥远轨道上的大行星,或者与之很接近的小行星,但我们的地球个头不大不小,在1.5亿公里的距离上围绕其恒星(太阳)旋转,像这样的行星让现有光谱技术无能为力。地球拉动太阳的速度仅有人类步速的十分之一,相当于婴儿爬行,天文学家还不能从遥远恒星的光线中拣取如此微弱的信号。
另一种检测手段是观察恒星的亮度是否周期性地轻微减弱,这种现象在某颗行星旋转到恒星之前、阻挡部分光线的时候便会出现,名为“凌星”。宇宙的所有行星系中,至多有十分之一处在恰好的走向,使其凌星现象能够从地球上观察到。这就意味着天文学家要耐心监测许多颗恒星,结果可能只捕捉到几次凌星。目前,法国COROT人造卫星执行的首要任务已到了第三个也是最后一个年头,它发现了七颗凌星的系外行星,其中一颗只比地球大百分之七十。

美国的“开普勒”探测器是COROT的继任者,但目标更为远大。它于去年3月从卡纳维拉尔角升空,本质上就是一架0.95米光圈、9500万像素的特大数码相机,每30分钟拍摄一批宽视野照片,捕捉天津四和织女两颗亮星间超过10万颗恒星的光线。地球上的计算机持续监测着所有这些星辰的亮度,一旦发现有可能代表着行星凌星的轻微变暗现象,便会报知相关人员。
星光变暗的效果也可以由其他天文现象制造出来,比如一颗变星的脉动,或者一个大的太阳黑子从恒星表面移过,因此,监控“开普勒”的科学家们要观察到至少重复三次的凌星现象,才会宣布一颗行星存在——对于一颗在靠近恒星的轨道上疾走的行星,这个监测期可能只有几天或几周,而对于一颗类似地球的缓步者则要长达数年。把“开普勒”的发现与多普勒技术的观测结果综合起来,天文学家有望确定凌星之行星的半径和质量。如果他们一番努力后发现了某颗岩石构成的行星,而且它与地球差不多大,轨道处于适合生命栖居的区域——与恒星的距离不会近得令全球水分蒸干,又不会远得滴水成冰——那么他们便算是找到了生物学家们心目中的有希望的生命家园。

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(欲知完整内容,请阅读《华夏地理》2009年12月号)