宇宙“伽利略”时代：寻找另一“隐藏”地球

一颗具备“可居住”潜力的行星必须具备几项关键因素

而开普勒系外行星探测器的观测能力主要体现在类似于地球的行星，通常情况下可以测量它们的大小以及轨道特征，除此之外不能探测别的参数。位于美国华盛顿州西雅图的华盛顿大学行星学家维多利亚梅多斯（Victoria Meadows）认为：这种情况不可能很快得到改变，开普勒系外行星探测器看起来似乎在寻找外星世界，但是它所采用的方法也遵循着系外行星常规探测标准，如果要进一步了解另外一个世界到底是什么情况，就需要采用一种替代方法。

维多利亚梅多斯领导了一个虚拟行星实验室，目的就是利用计算机来量化天体物理学，并模拟行星的大气和地址影响因素，以及是否能适合生命生存，更重要的是，观察在这些影响因素作用下，如何随着时间的变化演化出一个可居住的行星。然后我们将倒推这些行星的演化阶段，从而在实际的观测中发现具有类似特征的系外行星。

目前，我们对具有可居住性质的行星研究处于最简单的模型阶段，行星模拟的最终要求便是可以根据不同的恒星直射，了解一切对行星生命有利的可能空间位置，整个过程需要复杂的三维模拟。在今年6月发表的一份报告中提到，行星学家维多利亚梅多斯和她的同事比较了由模拟推演与实际空间观测的结果，我们地球的亮度以及光谱波动幅度在百分之三至五之间。我们进行这项实验，就是想知道如果外星智慧生物在观测地球，他们在遥远的宇宙空间外探索地球会是一种什么样的情况。

该行星模拟结果显示：可以通过测量遥远行星反射的紫外线和可见光在某些特定波段上的比例，这项特征可以传播至很远的宇宙空间。从这些信息中，我们可以推测中氧气和氮分子的大气中的组份，特别是一颗具有液态海洋的行星。这将是一个非常诱人的暗示，至少可以从中发现与地球类似大气结构的行星。

如果运气好的话，我们还可以在特殊角度看到这颗行星海洋上反射光线。维多利亚梅多斯认为这个观测角度存在于该行星表面与恒星夹角的视向，视野结构类似于新月形。另外，由于海洋的存在，光线还会出现类似镜面效应的现象，这些都会增强对该行星具有液态海洋特征的认定。

在宇宙中寻找另一个地球，最好的办法就是弄清楚我们在宇宙空间中会产生哪些信息，这些信息中反映了关于生命何种特征。另外，虚拟行星研究计划中，不仅要探测这些行星光谱中所携带的各种主要信息，我们还要探测大气光谱中某些微量物质，这些大气成分中的副产品同样也能反推出该系外行星上的某些重要大气性质，如果该行星上存在生命，这些微量物质就能反映这些生物的部分特性。在目前的系外行星探索中，我们希望能通过光谱分析发现的信息包括：可见光和近红外波长下的水蒸气和氧气，甲烷；在远红外波长下得二氧化碳以及氧气、臭氧。

这些信息的发现，就是生命存在在显著特征。而这些信息，对现有的大多数空间望远镜而言，还是较为困难的。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国宇航局太阳系外行星科学研究所科学家查尔斯比奇曼（Charles Beichman）认为：通过虚拟的系外行星探索计划建模，会告诉我们寻找氧气在行星演化过程中体现是多么重要的作用，或者在哪些地方能探测到关于水的光谱信息，以及在系外行星发现过程中，真正值得注意的地方有哪些。

 
腾讯科技讯（Everett/编译）