尋找地球2.0時，如何知道已經找到了？人類會承認嗎？

在過去的幾十年里，已經發現了太陽系外行星的數量激增。截至2018年4月1日，共有3758顆系外行星在288個系統中被確認，627個系統擁有多個行星。除了擴展人類對宇宙的認識之外，這次搜尋的目的是尋找太陽系以外的生命的證據。在尋找適合居住的行星的過程中，天文學家們將地球作為一個指導性的例子。但是，如果看到一個真正的「類地」行星，我們會承認嗎？

這一問題是由兩位教授在最近的一篇論文中提出的，其中一位是外行星獵人，另一位是地球科學和天體生物學專家。他們在一起考慮的是什麼進步(過去和未來)將是尋找地球2.0的關鍵。這篇題為「地球外的系外行星」的論文最近在網上出現。這項研究由美國宇航局博士後研究員、北亞利桑那大學的助理教授泰勒·d·羅賓遜和喬治亞理工學院地球和大氣研究學院的助理教授Christopher T. Reinhard共同完成。

天文學家專註於如何尋找太陽系以外的可居住和居住的行星。這是意料之中的事，因為地球是我們所知道的唯一能維持生命的行星。地球——目前是我們唯一能居住和宜居星球。因此當有人問：一個適於居住的系外行星是什麼樣的？或者一個生命系外行星是什麼樣？我們最好的選擇是指著地球說，也許它看起來會像這樣。」雖然許多研究假設了其他可居住的行星(例如，被水覆蓋的超級地球)，主要例子是一個功能齊全的可居住行星，它將永遠是地球。

因此，作者們考慮了太陽系宇宙飛船的觀測結果如何導致了在其他星球上探測可居住性和生命特徵的方法的發展。其中包括先驅者10號和11號任務和旅行者1號和2號宇宙飛船，它們在20世紀70年代進行了許多太陽系天體的飛行。這些任務，利用光度計和光譜學對太陽系的行星和衛星進行了研究，讓科學家們了解了這些天體的大氣化學和組成，以及氣象模式和化學。隨後的任務通過揭示太陽系行星和衛星的表面細節和地質演化的關鍵細節而增加了這一點。

此外，伽利略探測器在1990年和1992年12月對地球進行了飛越，這為行星科學家們提供了第一次機會，利用之前在整個太陽系中應用的相同工具和技術來分析我們的行星。這也是旅行者1號探測器拍攝的一個遙遠的地球圖像，卡爾·薩根將其稱為「淡藍色圓點」照片。然而，也注意到地球的大氣層和表面環境在45億年前有了很大的發展。

事實上，根據各種各樣的大氣和地質模型，地球在過去就像許多環境一樣，按照今天的標準來看，它們被認為是相當「異類」的。這包括地球上的許多冰河時代和最早的時代，那時地球的原始大氣層是火山噴發的產物。在尋找其他「淡藍點」的例子時，會出現一些複雜的情況：關鍵的複雜性在於，要小心不要掉進這樣的陷阱，即地球總是像今天這樣出現。因此，地球實際上提供了一大堆可供居住和/或居住的星球的選擇。

換句話說，人類對地球類似星球的搜尋可能會揭示出一大堆「類地」的世界，在某種意義上，它們類似於地球的前(或未來)地質時期。其中包括「雪球地球」，它將被冰川覆蓋(但仍可能是生命)，甚至是地球在Hadean或太古代的時候是什麼樣子的，那時還沒有發生氧氣的光合作用。

這也會影響到生命的種類。例如，如果這個行星還很年輕，它的大氣層仍然處於原始狀態，那麼生命可以嚴格地以微生物的形式存在。然而如果地球是數十億年的歷史，在間冰期，更複雜的生命形式可能已經進化並在地球上遊盪。科學家繼續思考未來的發展將會對「淡藍點」的發現有什麼幫助。這包括下一代望遠鏡，如詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)——計劃於2020年部署——以及目前正在開發的廣域紅外測量望遠鏡(WFIRST)。

其他的技術包括像Starshade這樣的概念，它旨在消除恆星的眩光，從而使系外行星可以直接成像。在類似太陽的恆星的宜居地帶，發現真正的淡藍色小點——水覆蓋的陸地世界——將需要我們在「直接成像」系外行星的能力上取得進步。在這裡，你可以用望遠鏡里的任何一種光學儀器，或者用一種看似未來的「星影」，在望遠鏡外飛行，以抵消一顆明亮恆星的光，從而能看到一顆繞著恆星旋轉的微弱行星。

許多不同的研究小組，包括NASA中心的一些研究小組，正在努力完善這些技術。一旦天文學家能夠直接觀測到岩石系外行星，最終將能夠詳細研究其大氣環境，並對其潛在的可居住性進行更精確的限制。除此之外，也許有一天，我們將能夠通過極其靈敏的望遠鏡或宇宙飛船的任務(如Project Starshot)來描繪這些行星的表面。我們是否能找到另一個「淡藍色的點」還有待觀察。但是在未來的幾年裡，人類也許最終會知道我們的世界到底有多普遍或罕見。

博科園-科學科普｜文：Matt Williams｜來自：Universe Today｜參考：arXiv

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