在寻找地外生命方面,我们正生活在历史上最伟大的时代。我们有机器人在火星上戳戳探探、嗅来嗅去。我们正在研制一个太空探测器,它将近距离观察木卫二(欧罗巴),以探究在一个被冰覆盖的海洋世界里存在生命的可能性。最重要的是,我们再也不必怀疑太阳系是否独一无二:我们已经知道有数千颗行星围绕着其他恒星运转,而且很明显,仅我们银河系中的行星总数就必定有数十亿,甚至数万亿之多。
然而,伴随这些飞速进展而来的是剧烈的认知阵痛。人们很自然地想知道,在那些遥远的行星中,有多少真正能够支持生命——想知道像我们这样的生命世界是普遍还是罕见(抑或是独一无二)。不幸的是,人们对答案的渴望远远超出了科学提供答案的能力。于是,我们便会看到基于最新推测性研究而得出的各种摇摆不定的结论:红矮星是寻找宜居行星的绝佳地点……或许它们其实是致命的。没有月球,地球就无法维持生命……又或许月球根本不是必需的。
如今,天体生物学的研究听起来常常像是健康研究领域里那些反复无常的头条新闻:今天说咖啡致癌,明天又说它能救命。我们很难弄清楚,关于外星生命的可能性,我们真正了解的到底是什么。举个例子:一颗宜居行星需要活跃的、类似地球的地质活动,包括板块构造吗?几个月前,《量子杂志》(Quanta)上一篇经过深思熟虑的长篇文章论证了板块构造对地球生命至关重要。然后就在两天前,宾夕法尼亚州立大学发布了一篇新闻稿:“维持生命无需板块构造。”

波多黎各大学行星宜居性实验室的研究人员对系外行星(围绕其他恒星运转的行星)进行的排名。请注意其中大量的免责声明;事实是,除了这些世界的大小和它们与恒星的距离外,我们对它们知之甚少。(图片来源:UPR Arecibo)
UPR阿雷西博
这并不是说哪种说法是错的,而是我们掌握的信息还不足以判断哪种说法是正确的,或者说哪种说法*更*正确。毫无疑问,地球的地质系统,包括移动的板块和地壳岩石的持续循环,对我们星球的环境产生了巨大影响。板块构造将碳返回大气,将富含矿物质的水返回海洋,从而影响全球环境。显然,这一切都很重要,但对生命来说是*必不可少*的吗?正如宾州州立大学的这项新研究所指出的,我们就是不知道。
关于红矮星周围的行星上是否能孕育生物的争论也是如此。小而暗淡的红矮星是目前所知银河系中最常见的恒星类型。它们似乎特别倾向于拥有地球大小的小行星。它们的寿命也非常长,大约是像太阳这样更热、更“挥霍”的恒星的一千倍。如果红矮星的行星能够支持生命,那么宜居世界在我们的银河系中就随处可见。距离太阳最近的恒星——比邻星,就拥有一颗地球大小的行星(比邻星b),其轨道位置使其表面温度有可能支持液态水的存在。另一颗附近的红矮星TRAPPIST-1,则拥有七颗已知的地球大小的行星。
另一方面,红矮星也存在一些主要问题。它们往往会发出强烈的X射线耀斑,可能会剥离行星的大气层。它们非常暗淡,任何宜居行星都必须在非常近的轨道上运行才能保持足够的温暖,而在如此近的距离上,行星可能会被潮汐锁定,这意味着一个半球将在持续的星光下被炙烤,而另一个半球则会陷入永恒的黑夜。一些研究还表明,这类行星在形成时可能会拥有过多的水,被深邃的全球性海洋所覆盖。

我们对比邻星b的想象与我们所知的现实:插图展示了一颗邻近的地球大小行星上可能的景观。小图显示了比邻星b对其恒星的引力拖拽——这是我们关于这个诱人世界唯一的具体数据。(图片来源:ESO/M. Kornmesser/G. Anglada-Escudé)
那么,到底是怎么回事?红矮星是为宇宙生命提供了丰富的“不动产”,还是它们是会炙烤和淹没任何潜在生命的“死亡地带”?搜索新闻,你会发现更多这样来回摇摆的说法。搜索科学文献,你也会发现同样的情况。我必须再次强调:我们。真的。不知道。
幸运的是,红矮星的行星研究起来异常容易,因为它们往往距离我们较近,而且相对于它们的母星来说显得较大。新的凌日系外行星巡天卫星(TESS)将扩大对本地红矮星周围行星的搜索。詹姆斯·韦伯空间望远镜——如果它最终能成功升空的话——将能够对这些行星进行更详细的研究。很快我们就会知道得更多。
这是你在看到最新头条新闻时需要牢记的关键。我们仍在学习。这并不可耻!科学进步的速度令人惊叹。六十年前,金星上存在蒸汽弥漫的丛林似乎还是一种合理的猜想。三十年前,我们还不知道太阳以外的任何恒星周围有行星。比邻星b的发现还不到两年。
我们应该为我们已经取得的成就感到自豪,同时对未来还有多长的路要走保持谦逊。要警惕那些关于哪些世界可以支持生命的笼统论断,但对那些声称哪些世界不能支持生命的说法也要同样保持怀疑。科学家们才刚刚开始揭开地球生命起源和方式的神秘面纱。经过半个世纪的太空探索,我们仍然无法确定火星某处是否潜伏着微生物,而对于木卫二(欧罗巴)或土卫二(恩克拉多斯)上存在生命的可能性,我们的探索才刚刚起步。
对于那些就完全未知的事物做出自信断言的报道,我总是嗤之以鼻,比如我前面提到的观点,即没有月球,地球上就不可能存在生命。在一个充满无限可能性的宇宙中,这种论点似乎更多地是出于一种情感上的渴望,想要断言我们的独特性,而不是出于科学。果不其然,上周发表的一项新研究表明,一些没有卫星的系外行星可能同样非常稳定和宜居。进行推测很有趣,但收集真实数据要令人满足得多(如果你能为此提供帮助——无论是通过进行研究还是支持使其成为可能的资金——那就更好了)。
TESS卫星的结果很快就会纷至沓来。新的空间望远镜、地球上新的巨型天文台以及下一代仪器将很快以前所未有的方式发现和分析行星。它们很快将仔细审视比邻星b、TRAPPIST-1行星系以及数十个其他引人入胜的世界。它们的发现将启发我们,而且,无论我们如何发挥想象力,几乎可以肯定也会让我们大吃一惊。
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