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這幅插圖曾在2017年2月23日的《自然》雜誌上出現,宣佈了一顆恆星:特拉比斯特1號。它是一顆超冷矮星,周圍環繞著7顆地球大小的行星。在這些行星中,可能會存在液態水。那些離恆星很遠的行星更可能有數量顯著的冰,尤其是背向恆星的那一面。

此係統已透過美國航空航天局(NASA)斯皮策太空望遠鏡、地基特拉比斯特望遠鏡(TRAPPIST:凌星行星與星子小望遠鏡)和其他地基望遠鏡的觀測揭開了神秘面紗,並被命名為特拉比斯特望遠鏡。美國航空航天局(NASA)在加利福尼亞州帕薩迪納市的噴氣推進實驗室(JPL)為華盛頓的NASA科學任務理事會管理著斯皮策太空望遠鏡任務,帕薩迪納市的加州理工學院斯皮策科學中心指導科學操作,科羅拉多州利特爾頓的洛克希德·馬丁空間系統公司為航天器操作基地,在加州理工學院紅外線過程研究分析中心(Caltech/IPAC)的紅外科學檔案室存檔資料。NASA的噴氣推進實驗室由加州理工學院負責。

此係統已透過美國航空航天局(NASA)斯皮策太空望遠鏡、地基特拉比斯特望遠鏡(TRAPPIST:凌星行星與星子小望遠鏡)和其他地基望遠鏡的觀測揭開了神秘面紗,並被命名為特拉比斯特望遠鏡。圖源:美國航空航天局/噴氣推進實驗室-加州理工學院(NASA/JPL-Caltech)

美國航空航天局(NASA)在2017年2月22日釋出了一則通告,其重要性何在?這最初出現在Quora上——Quora是獲取與分享知識、使人們能從他人身上學習並對世界有更好認知的地方。

以下是NASA的指導員、飛行指揮員Robert Frost在Quora上的回答:

其中一個最基礎的問題就是“我們人類是孤獨的嗎?”這個問題的回答將動搖我們對於宇宙以及我們在宇宙中的位置的認知。我們大部分人的身份都被限定在“我們是獨一無二的”這一設想的框架內,因此我們把自己視為唯一有生命存在的星球上僅有的智慧生物,所以我們就把自己放在宇宙的中心,放高我們的姿態。“我們人類是孤獨的嗎?”這一問題的回答會撼動宗教、哲學與生物學的地基。尋找到其他類似地球的星球,也會撼動天文學和地質學的地基。

設想你是原始部落中的一員,生活在數千年前的一片大平原上。你過著受庇護的生活,你對宇宙的理解僅侷限於你和你的部落的觀測。你獨自穿過大平原,去尋找其他東西。想象一下,你見到了第一隻鳥,意識到有一種能飛的生命形式存在,這顛覆了你的世界觀。繼續前進,你到達了海岸。想象你看到了第一條魚,意識到有一種能在水中游的生命形式存在,這也

顛覆了你的世界觀。

在我們的理解中,我們幾乎是原始的。我們對生命本身的定義基於我們對地球上生命侷限的觀測之上。我們所知關於生命的一切,都建立在對形成於地球上生命之觀測的基礎上。從這些觀測中我們得出結論:生物體含有碳且需要水。因此我們推斷,如果我們能找到一個存在液態水和複雜碳基分子的地方,那裡就可能也有生命存在。這太目光短淺了,可能有生命既不需要水也不需要碳。

但是化學家告訴我們,相比其他元素,生命更可能建立在碳元素的基礎上。碳元素是最輕、最豐富的元素,它擁有四個價電子——它們位於可以容納八個價電子的殼之中。這意味著一個碳原子能形成四個共價鍵,而氮原子可以形成三個,氧原子可以形成兩個。碳原子也能形成兩個雙鍵,組成穩定的(但不至分子無法改變的程度)、複雜的、多分支的分子。這也意味著碳有能力形成十分複雜、靈活的分子,而且還很輕、很豐富。生物很複雜,需要變得靈活才能生存下去。水是生命之源,是普遍的溶劑,它能溶解掉許多物質,這顯得它在運輸物質進進出出活細胞中很有價值。

所以,我們尋找複雜的碳基分子,尋找水和使水呈液態的溫度。到目前為止,我們沒有生命跡象,也沒有找到可能孕育生命的地方。但今天,美國國家航空航天局(NASA)公開了重大發現:太陽系中有七個可能在表面存在液態水的岩石星球,其中三個位於宜居帶(恆星周圍一片擁有地球軌道一般宜居環境的區域)。我們已在單恆星系統中找到多個可能有生命存在的地方了。

這不僅為我們進一步指導研究提供了十分明確的目標,還使我們更加確信,地球不只在外形上不是獨一無二的,事實上,那些與之形態相似的星球也很普遍。我們所見的幾乎是宇宙中無限小的,如果尋找類地行星,我們依然能找到許多可能恰似地球的行星。或許它們更像火星或金星,未來的研究將會給出答案;但是若對其他探索富含碳的小岩石行星進行附加探索,很容易發現水,且恆星適度地發光發熱。

天文學家法蘭克·德雷克提出了一個方程——這就是被人們所熟知的德雷克方程(德雷克公式):N = R* • fp • ne • fl • fi • fc • L

德雷克方程指出,如果我們把形成適宜智慧生命發展的恆星的機率相乘——透過那些帶有行星系統的恆星的一小部分(每個行星系統都有適宜生命生存的環境)——那麼行星上就可能有智慧生命,智慧生命的存在產生文明,有文明就有科技的發展,科技會使一些能證明它們的存在的可探測訊號釋放到宇宙空間。透過測量這種文明繼續散播訊號的時間的長度,我們可以大致知道星系中可能被探測到的未知文明的數量。

時至今日,許多有關德雷克方程的內容都是猜測。我們沒有斷定數值的確切方法,我們不得不先推測,而後用我們的觀測去證明它。今日我所講述的這一大發現,增強了我們的信心。

在我們的太陽系中,我們知道,一定有一顆行星適宜生命生存(那就是地球),還可能有兩顆行星同時適宜生命生存。如今,我們正探索另一個擁有三到七顆行星的恆星系,那裡可能也會有生命存在。

為了使結果更令人信服,我們需要繼續做類似的探索。在未來,不久後的某一天,我們就可以輕鬆地說,一顆可能支援生命生存的恆星存在生命的可能性不如既有恆星、又有宜居行星的星系。這樣的結果將戲劇性地改變德雷克方程中N的值,並且使我們更加確信我們人類並不孤獨。我們需要發展和改進方法,以便更好地研究這種系統(TRAPPIST-1)。在天空中的某一位置,我們有三到七個可能顯示出資訊的目標,這些資訊將會徹底影響科學多分支,還可能改變我們審視宇宙中的自己的方法。

這確實太酷了。稍微誇張一點地說,這有點像達爾文第一次看見象龜。我們找到了一個可以仰望的地方。或許,我們會很堅定,認為在那個系統中找不到任何生命跡象。這有點令人失望,但依然有極大的價值,因為這為加強我們的理解提供了更多的資訊。

FY: 北斗星zj

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