在美國宇航局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心校園西北邊緣的一幢普通磚砌建筑中,成千上萬臺裝在機架中的計算機像自動售貨機一樣嗡嗡作響,令人耳目一新。無論白天還是黑夜,他們每秒都可以進行7百萬次計算。這些機器統稱為NASA的Discover超級計算機,它們的任務是運行復雜的氣候模型以預測地球的未來氣候。
但是現在,他們也在尋找更遙遠的東西:在過去二十年中發(fā)現的超過我們太陽系的4000多個奇怪的怪異行星中的任何一個是否可以維持生命。
科學家發(fā)現,答案不僅是肯定的,而且與地球相比,在一系列令人驚訝的條件下都是肯定的。這一發(fā)現促使他們中的許多人都在解決一個對NASA尋找地球以外生命至關重要的問題。我們對使行星適合生活的因素的觀念是否可能過于局限?
下一代功能強大的望遠鏡和太空觀測站必將為我們提供更多線索。這些儀器將使科學家首次分析那里最誘人的行星的大氣:巖石行星,例如地球,可能具有生命的基本成分,即液態(tài)水在其表面流動。
目前,很難探測遙遠的大氣層。利用當今的技術,將航天器發(fā)送到太陽系或系外行星之外最接近的行星將需要75,000年的時間。即使使用強大的望遠鏡,實際上也無法詳細研究附近的系外行星。問題在于它們太小了,太星狀的光線淹沒了,科學家無法分辨出它們所反射的微弱的光信號,這些信號可能揭示了表面生命的化學性質。
換句話說,正如許多科學家想指出的那樣,檢測這些幻影行星周圍的大氣成分,就像站在華盛頓特區(qū),試圖瞥見洛杉磯探照燈旁邊的螢火蟲一樣。首席系外行星科學家卡爾·斯塔佩爾費爾特(Karl Stapelfeldt)說,這種現實使氣候模型對于探索至關重要。他是加利福尼亞州帕薩迪納市NASA噴氣推進實驗室的一名科學家。
他說:“這些模型對我們應該看到的東西做出了具體的,可檢驗的預測。”“這些對于設計我們未來的望遠鏡和觀測策略非常重要。”
太陽系是一個好榜樣嗎?
在使用大型地面和太空望遠鏡掃描宇宙時,天文學家發(fā)現了各種折衷的世界,這些世界似乎是從想象中得出的。
“很長一段時間以來,科學家們一直專注于尋找類似太陽和地球的系統。這就是我們所知道的一切,”領導2014年發(fā)現地球大小的開普勒186f的美國宇航局戈達德天體物理學家Elisa Quintana說。“但是我們發(fā)現行星上存在著整個瘋狂的多樣性。我們發(fā)現了與月亮一樣小的行星。我們發(fā)現了巨型行星。而且我們發(fā)現了一些繞著小恒星,巨型恒星和多顆恒星運行的行星。”