道理其实很简单——如果宇宙中真的存在大量与地球环境相似的星球,那它们就有可能像地球一样孕育出生命。因此,寻找"超级地球",早已被视为追踪地外生命的一条重要途径。

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由于红矮星的辐射较弱,它的宜居带本身就靠近恒星。格利泽581g位于宜居带的外沿,表面平均温度在零下31℃到零下12℃之间,加上较强的重力能锁住更厚的大气,理论上具备一定程度的温室效应。

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不过这颗星球有个奇特之处——它已被主恒星潮汐锁定,公转周期为37个地球日,自转与公转同步,因此没有昼夜交替。永远面向恒星的一面温度可达几十摄氏度,宛如"日不落"的世界;而背面则是永夜,气温低至零下一二百摄氏度。

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更关键的是,科学家在观测数量有限的恒星后就找到了它,这说明宜居行星在宇宙中的分布或许比想象的更为普遍。而系统性地在银河系中"筛选"类地行星,则要归功于开普勒太空望远镜。

2009年3月,开普勒从卡纳维拉尔角发射升空,其使命非常明确——专门寻找能够支持生命存在的类地行星。这是全球首个用于搜寻太阳系外类地行星的航天器。

它的工作原理被称作"凌日法":当行星运行到开普勒与恒星之间时,恒星亮度会出现周期性的微弱下降,科学家据此推算行星的大小和轨道周期。

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2011年至2012年间,开普勒发现了首颗位于类太阳恒星宜居带的行星开普勒-22b,它位于天鹅座方向,距地球约638光年,一年相当于地球上的290天,大小约为地球的2.4倍,母恒星与太阳相似,测算出的表面温度约为21℃,非常适合生命生存。

到了2015年7月,NASA召开发布会宣布,开普勒在此之前一次性新增了500颗行星,累计已发现4700多个候选天体,其中1030颗被确认为行星。

要跻身候选行列,通常需要满足三项标准:与地球大小相似、围绕类似太阳的恒星运转,以及位于宜居带之内。所谓宜居带,就是俗称的"金发姑娘区",意思是恰到好处——离恒星太近会被烤焦,太远则冻成冰球,都无法孕育生命。

据估计,大约五分之一的类太阳恒星在宜居带内拥有地球大小的行星。除了距离,行星尺寸同样关键:太小则自转过快,太大则容易演化成风暴肆虐、遍布有毒气体的气态巨行星。

理想的目标,是像地球这样拥有岩石地壳和地幔的固态行星,只有这样,液态水和适宜的温度才能真正"落脚"。正是在这次发布中,NASA公布了迄今为止与地球最相似的一颗行星——开普勒452b。

它距离地球1400光年,公转周期约为385天,与地球一年的长度非常接近,只是"个头"稍大,直径比地球大约60%,因此自转会更慢一些。

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它的母恒星编号为开普勒452,比太阳大10%,而这颗行星与母恒星的距离又比日地距离远5%,一增一减之下,表面温度与地球十分接近。

虽然1400光年的距离让人类短期内不可能抵达,但在4700多个已分类天体中,它已经是最接近"地球孪生兄弟"的存在。2018年10月,服役九年多的开普勒太空望远镜因燃料耗尽正式退役,累计发现了2662颗系外行星,其中许多都被认为可能孕育生命。

它用整个"职业生涯"传递出一个信息:地球或许并不孤单。发现格利泽581g之后,科学界估算宜居行星在恒星中的比例可能高达10%到20%,也就是说,银河系1000亿到4000亿颗恒星中,可能藏着数十亿颗宜居行星。

开普勒退役之后,接力棒交给了2018年发射的凌日系外行星巡天卫星TESS,以及2021年圣诞节升空、如今已稳定运行的詹姆斯·韦布空间望远镜。

韦布凭借强大的红外观测能力,已经开始对多颗系外行星的大气成分进行直接分析,包括寻找水蒸气、二氧化碳乃至可能与生命活动相关的分子信号。

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中国也在加紧布局深空探测,"觅音计划"等系外行星搜寻项目正在稳步推进,未来有望在类地行星研究领域贡献中国方案。从格利泽581g到开普勒452b,人类在茫茫星海中一次次锁定"疑似地球"的坐标。

这些超级地球更具体的物理状况,目前依旧难以窥其全貌,动辄几十上百光年的距离,让直接探访遥不可及。要真正找到地外生命的确凿证据,仍需要科学一步步向前推进。

但可以肯定的是,每一次发现,都在把"我们是否孤独"这个古老问题的答案,往前推进了一小步。