寻找外星生命重大突破:新发现一颗“超级地球”,或有生命存在

科学大妙想 2023-09-19 22:07:09

近日,韦伯太空望远镜(JWST)对一颗系外行星进行观察,探测到了只有生物体才能产生的气体的迹象,这颗名为“K2-18 b”的系外行星,大小是地球的8.6倍,距离地球120光年,位于狮子座冷矮星的宜居带内。

这颗系外行星表面可能被海洋覆盖,拥有富含氢的大气层,科学家发现K2-18 b的大气层中有一种被称为二甲基硫(DMS)的分子,在地球上,这种物质是由海洋中的浮游植物产生的。而观测表明这颗系外行星可能存在广袤的海洋,正好印证了这个事实。

寻找地外生命

地球似乎是宇宙中的一个奇迹,到现在为止,人类文明还未曾确认另一颗生命星球存在,而外星文明也从未光临过地球,这使人类产生一种错觉,地球是宇宙中唯一的诞生出文明的星球。

要说寻找外星生命,时间也并不久,1995年,人类才刚刚发现首颗太阳系外的行星飞马座51b,也正是从这一年开始,才掀开了寻找另一颗地球的帷幕。

飞马座51b距离地球约50光年,围绕着一颗与太阳相似的普通恒星运行,它是典型的热木星,大小和质量与木星相似,这次发现具有里程碑的意义。

天文学家是怎样寻找到距离地球这么遥远的系外行星呢?

大名鼎鼎的“开普勒”望远镜使用凌星法找到系外行星。凌星法与我们熟知的金星凌日类似,由于行星一直围绕着恒星公转,在地球视野里,这颗行星就会周期性的遮挡一部分该恒星朝着地球方向发过来的光,那么在我们眼里,这颗恒星的亮度会周期性的变暗变亮。

当然,人的肉眼肯定察觉不到如此微弱的亮度变化,所以才借助极为灵敏的光学仪器,通过凌星法,可以初步判断该行星的体积大小与公转周期轨道等关键数据。

肯定不止凌星法一种,径向速度法也是寻找系外行星的主力。该方法主要用到两个基本原理,其一:多普勒效应,其二:光谱线。

物质由原子构成,原子可以吸收与之能级相对应特定波长的光,然后自发向外发光,这使得每一种原子都有特征谱线,相当于人的“指纹”,在得到的光谱上,由于在光与原子发生相互作用之前,光谱是连续的,在与原子发生相互作用之后,光谱上就会出现特定波长的增强与减弱,也被称为亮线与暗线,这就是光谱线。

多普勒效应是指,当发光的物体比如恒星朝着地球方向运动时,它的光谱将会向短波长、高频率移动(称为蓝移),而当恒星远离我们时,光谱就会向长波长、低频率移动(称为红移)。

由于恒星与行星是一个引力系统,它们互相影响,恒星会因为行星的引力影响而沿着椭圆轨道运动,那么该恒星就会周期性的靠近或远离地球,光谱线就会周期性的蓝移或红移。

根据这个原理可以发现该恒星周围存在行星,然后,天文学家根据测量出的光谱蓝移与红移的程度,计算出恒星的运动速度,计算出行星的质量等数据。

上述两种寻找系外行星的方法最为常用,至今为止用这两种方法寻找的系外行星约占总数的90%,最多的当属凌星法,开普勒太空望远镜肩抗大任。

寻找超级地球,寻找地外生命是一项伟大的任务。

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