http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=featurearticles&id=2366 探寻系外卫星上的生命 如果我们能找到那些绕行着系外行星的固态卫星，并且卫星上保有液态水与大气，将 可能提高我们发现外星生命的机会。 ■天文学家正在搜寻绕行遥远系外行星的固态卫星，所幸大自然能创造出多种大小的 卫星。 ■这种系外卫星若大到足以紧抓住大气的话，将会大幅增加发现外星生命与智慧生物 的机会。 ■这些卫星应能从观测数据里发掘出来，但必须具备强大的资讯处理能力，才能搜寻 出透露它们踪迹的微弱讯号。 我们现在知道有超过1000颗行星正绕行着太阳以外的恒星，整个银河系极可能有数千万个 这样的系统。许多已知的「系外行星」（exoplanet）是类似木星或海王星般的巨大气态 世界，并不适合生命生存。但就像我们太阳系里的那些气态巨行星一样，遥远的系外行星 旁也可能有很大的卫星。果真如此，宇宙中最可能孕育生命的天体可能是卫星，而非行星 探寻系外卫星（系外行星的卫星）的研究前沿，藏身在美国哈佛史密森尼天文物理中心地 下室里的一个阴暗房间，铁网内井然有序地摆放着多台电脑。英国天文学家季平（David Kipping）在嘎嘎作响的风扇噪音中拉大他的嗓门说，这里几乎所有的计算能力都用来分析 克卜勒-22b，这颗系外行星绕着一颗距离地球约600光年的类太阳恒星运行。这颗遥远行星 的名字来自於第一具侦测到它的望远镜──克卜勒太空望远镜，美国航太总署（NASA）用 这具望远镜来搜寻系外行星。季平希望在详细检视显现克卜勒-22b踪迹的数据後，或许能 告诉我们任何关於系外卫星的微弱讯息。季平称他的计画为「追寻克卜勒的系外卫星」 （Hunt for Exomoons with Kepler, HEK）。 季平的计画是目前最先进的系外卫星探索计画，他指出，就算是你想像的到的最大系外卫 星，都只能在数据里留下极微弱的讯号，因此强大的计算能力是绝对必要的。再者，他只 在一些拣选过的目标周遭进行密集搜寻，如果他快速搜索大量数据，便能找到众多可能是 卫星的天体，但他说：「我不确定那些结果值得相信。我们的目标是找到良好、清楚且可 靠的讯号，并能让所有人信服。」 他的小心、谨慎是有原因的。不仅因为这项工作极为困难，更由於这项发现寓意深远，任 何关於系外卫星的发现定然引起争议。季平解释，克卜勒-22b位於那颗恒星的适居带内， 该区域可能有液态水存在。那颗行星体型硕大，看来像是一颗不适合生命生存且被气体紧 密包覆的球体，而非地球般具有岩石陆块的世界。然而，如果克卜勒-22b旁有一颗质量较 大的卫星，那颗卫星或许会是一块生命的乐土，并且会是未来天文学搜寻外星生命与智慧 生物的可能目标。他说：「如果卫星适合让生命生存，则外星生命存在的机会将远比任何 人先前所想的大上许多。」 多样化的卫星 长久以来，许多天文学家（以及科幻小说家）均把其他行星系统比拟成我们太阳系，在 巨大的酷寒行星旁绕行着许多冰冻的卫星，类似於我们在木星与土星周遭所见到的景象。 1990年代，我们发现第一颗系外行星後，对行星系统有了新的认知。探索系外卫星的科 学家发现，在行星系统外围较少光亮照射之处形成的气态巨行星，不知何故绕行在离恒 星较近且较热的轨道上，有些甚至还占据了恒星的适居带。这样的位置势必引发一个问 题：在那些温暖的巨行星旁，是否可能有像地球般由岩石组成、具有防护的大气与海洋 的卫星呢？ 美国宾州州立大学的三位研究人员威廉斯（Darren Williams）、卡斯汀（Jim Kasting） 与韦德（Richard Wade）率先详细研究了具有像地球般环境的系外卫星之可能性。他们的 研究成果刊载於1997年的《自然》，其中估算了若适居带内的卫星要保有大量的大气与液 态水，其质量应为多少。威廉斯说：「我们发现，质量小於火星（约为地球的1/10）的卫 星无法保有大气长达数百万年之久。」低於此门槛的卫星无法产生足够的重力来维持大量 的大气。在质量这麽小的卫星上，恒星发出的辐射将会蒸散其大气。 问题在於，像类地行星大小的卫星似乎并不容易形成。天文学家认为，大部份卫星的形成 方式基本上与行星相同，即在由气体、冰与尘埃构成的圆盘里慢慢凝聚而成。大多数电脑 模拟这种逐渐累积而成的卫星形成方式，难以制造出比我们太阳系里最大卫星（木卫三） 还大的天体。根据1997年的研究，这种卫星的质量必须增加4~5倍，才有办法保有一层永 久的大气。 【欲阅读更丰富内容，请参阅科学人2014年第145期3月号】 --

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