2019年的諾貝爾物理學獎頒給了皮布爾斯想许、米歇爾·麥耶和奎洛茲。
其中麥耶和奎洛茲獲獎是因為他們發(fā)現(xiàn)了第一顆圍繞著主序星旋轉(zhuǎn)的系外行星断序。
為什么第一顆系外行星是諾獎級的發(fā)現(xiàn)流纹？
諾貝爾獎的官方解釋，給出了兩個主要原因违诗。
第一個原因是漱凝，這個發(fā)現(xiàn)引導(dǎo)了新的行星起源理論的誕生。
第二個原因是诸迟，這個發(fā)現(xiàn)宣告了系外行星探索時代的到來茸炒。
在我看來，最重要的原因在于阵苇，這個發(fā)現(xiàn)壁公，是我們尋找宜居星球和地外文明的研究中跨出的第一步。如果將來人類進入了星際移民階段绅项，那么當我們回過頭來看紊册，這個發(fā)現(xiàn)是具有劃時代意義的。
一直以來快耿，尋找地外生命和宜居行星就是人類太空探索的兩個主要使命囊陡。
找到宜居星球也意味著，那個星球適合生命的發(fā)展掀亥，因此也可能存在生命撞反。即使不存在生命，它也將成為潛在的人類移民的選擇之一搪花。
我們目前只在地球上發(fā)現(xiàn)了生命痢畜，從單一的樣本中很難得到具有統(tǒng)計學意義的信息垛膝。也因此，我們很難預(yù)測別的哪顆行星上可能會存在生命丁稀。
那么我們是如何定義宜居行星的呢吼拥？麥耶和奎洛茲發(fā)現(xiàn)的第一顆系外行星是宜居行星嗎？
1线衫、宜居行星定義
傳統(tǒng)的對宜居星球的定義凿可，首先，它必須得是一顆巖石行星授账，這一點非常重要枯跑。
因為只有巖石星球才能讓一部分液體（比如說水）積蓄在它的表面。地球白热、火星就是最好的例子敛助。
麥耶和奎洛茲發(fā)現(xiàn)的第一顆系外行星叫51Pegasi b。這是一顆氣態(tài)行星屋确，所以不被認為是宜居行星纳击。
除了是一顆巖石行星外，宜居行星還必須處于主序星的宜居帶上攻臀。
位于宜居帶內(nèi)意味著那里的行星表面環(huán)境有較大概率和地球的環(huán)境接近焕数，可能存在液態(tài)水，人類可以直接或者經(jīng)過簡單改造后居住在上面刨啸。
地球是我們已知的唯一擁有生命的行星堡赔。在這顆行星上，所有的生命都是碳基生命设联。雖然我們可以想象“硅基生命”等其他類型的生命體善已，但我們沒有看到任何一個真實的案例。
所以离例，科學家們通常會在“尋找地外生命”前面加上一個前綴换团，“尋找我們已知的地外生命形式”。
從這個角度講粘招，宜居星球的定義就是地球上的生物能夠生存的極限環(huán)境范圍。這個范圍的上限和下限就是那些在地球極端環(huán)境中的微生物能夠存活的區(qū)間偎球。
但處于宜居帶中洒扎，行星表面的環(huán)境也可能是大相徑庭的。
2衰絮、宜居帶的火星
在我們太陽系中袍冷，除了地球，還有兩顆行星處于宜居帶中猫牡，那就是火星和金星胡诗。
火星在過去可能存在過生命，也有一部分人認為火星上現(xiàn)在就有存活著的火星微生物。
在幾十億年前煌恢，火星上也有著較為稠密的大氣層骇陈，奔騰不息的溪流，以及波瀾壯闊的海洋瑰抵。
但隨著幾億年前行星核心的冷卻你雌，火星的磁場消失了。沒有了磁場的保護二汛，太陽風開始肆虐侵襲火星的大氣層婿崭。
大氣層的進一步稀薄，直接導(dǎo)致火星河流海洋生態(tài)系統(tǒng)的消失肴颊。
一部分能在極端條件下存活的微生物或許就被埋葬在干涸的河床沙子下面氓栈，又或許它們被冰封在冰川中，又或者是在兩極可能存在的液態(tài)海洋中婿着。
但也可能授瘦，那里從古至今，什么都沒誕生過祟身。
不過不管怎么說奥务，火星的物理環(huán)境條件并不太過惡劣，有些地方甚至要好于地球上的一些極端環(huán)境袜硫。
3氯葬、宜居帶的金星
金星是太陽系中另一個理論上能夠居住的星球。它是距離我們最近的行星（平均距離4150萬公里）婉陷，相比火星而言帚称，金星更像是地球的孿生姊妹。
地球的半徑是6371公里秽澳，金星的半徑是6073公里闯睹，而火星的半徑只有3397公里。金星的質(zhì)量為地球的80%担神，而火星質(zhì)量只有地球的11%楼吃。
在系外行星的觀測中，像金星這樣的行星無疑就是“宜居行星”妄讯。它是個巖石星球孩锡、有自己的大氣層、處于宜居帶中亥贸、大小和地球相似躬窜、公轉(zhuǎn)周期224天。
但事實上炕置，金星和宜居一點都搭不上邊荣挨。
金星大氣層96%是二氧化碳男韧。這倒沒什么，因為氧氣本來就是生物的產(chǎn)物默垄。
在23億年前的“大氧化事件”之前此虑，地球大氣中也基本是沒有氧氣的，但海洋中已經(jīng)充滿了厭氧微生物厕倍。
二氧化碳并不可怕寡壮，可怕的是，金星大氣中彌漫著的硫化物讹弯，這些隨火山噴發(fā)而出的硫化物讓金星表面時不時地下著硫酸雨况既，這對生命來說絕對是噩夢。
另外组民，金星的大氣壓強是地球上的92倍（相當于地球深海900米的壓力）棒仍，金星云層頂端刮著每小時350千米的大風，而地球上17級以上的颶風時速也才221km/h臭胜。
雖然金星的公轉(zhuǎn)周期224天和地球比較接近莫其，但其自轉(zhuǎn)速度實在是太慢了一點。它的自轉(zhuǎn)周期是243天耸三，也就是說乱陡，金星上的一天比一年還長，這也意味著仪壮，金星上不存在四季憨颠。
因為溫室效應(yīng)，金星表面的平均溫度是464℃积锅，而且表面溫度幾乎不會低于400℃爽彤。金星上的晝夜溫差很小，因為大氣上層的風速太快缚陷，只需要4天（地球時間）就能繞金星一周來均勻地傳遞熱量适篙。
那種環(huán)境中，即使是機械設(shè)備箫爷，也很難正常工作嚷节。人類的探測器在金星表面堅持的最長時間也只有110分鐘。
這樣瘋狂的世界虎锚，稱之為生命的地獄也不過分了硫痰，哪怕是那些能夠在地球上最極端的環(huán)境中生存的微生物也無法在金星上存活。
4翁都、潛在的宜居行星
那么在地外行星的搜尋過程中碍论，我們找到的那些“超級地球”有多少是看起來“宜居”谅猾，實際上卻是像金星一樣的地獄世界呢柄慰？
除非太空望遠鏡技術(shù)進一步發(fā)展或者我們有更好的觀測方法以及數(shù)據(jù)分析手段鳍悠，否則的話，我們可能必須要更接近甚至登陸到它們表面才能得到答案坐搔。
但是這不會減弱科學家們對宜居行星和地外生命探索的熱情藏研，從1995年麥耶和奎羅茲發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星（圍繞主序星）開始，目前我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了4000多顆系外行星概行，類似的發(fā)現(xiàn)只會越來越多蠢挡，越來越快。
前蘇聯(lián)火箭之父凳忙、現(xiàn)代宇航學和火箭理論的奠基人 Konstantin E. Tsiolkovsky 曾經(jīng)說過這樣一段話：
較為優(yōu)質(zhì)的一部分人類十有八九永遠不會滅亡业踏，當太陽走向滅亡的時候，他們會從一個太陽系遷移到另一個太陽系涧卵。以人類的智慧和完美勤家，生命沒有止境，它的進程永久不斷柳恐。
這個觀點在今天看來伐脖，似乎有點過于樂觀了。但是不可否認的是乐设，這就是人類探索太空的意義之一讼庇，甚至可能是最重要的意義。
在我們發(fā)現(xiàn)的4000多顆系外行星中近尚，就有不少被認為是潛在的宜居星球蠕啄。
截至2017年5月發(fā)現(xiàn)的潛在宜居的系外行星示意圖
銀河系有上千億顆恒星，幾乎每顆恒星都有自己的行星肿男，按照這個比例介汹，潛在的宜居行星數(shù)量是超乎想象的，那么舶沛，總有一天嘹承，我們能夠找到人類的第二個家園，甚至是地外生命以及智慧文明如庭。
人類也可能真正地走上星際移民的旅程叹卷，或許在那個時候，人們可能會回想起坪它，這個2019年頒發(fā)的諾貝爾物理學獎骤竹。
（完）
