類地行星可能遍布銀河系

往日行星的殘骸圍繞白矮星旋轉，這些殘骸可能揭示出一個充滿著生命的星系。

類地行星可能遍布銀河系

胡德良譯

也許弗蘭克·德雷克（Frank Drake）說得對。將近半個世紀以前，美國天文學家德雷克提出假設：根據純粹的概率統計，銀河系可能有著豐富的類地行星。現在，對曾經是類日恆星的白矮星所進行的觀測表明，絕大部分的類日恆星至少曾經擁有一個岩石星球。在銀河系的幾千億顆恆星中，類日恆星佔多達半數，因此這意味著可能有幾百、甚至幾千種文明存在於我們的星系中。

在大半個世紀里，銀河系有多少岩石星球的問題一直困惑著天文學家們。即使是現在，研究仍然受到技術上的限制。天文學家們還遠未達到直接拍攝另外一顆「地球」的水平。兩種探測系外行星的方法分別被戲稱為「搖擺和眨眼（wobble and blink）」，「搖擺」包括測定恆星運動中的微小變化，這種變化是由軌道行星的引力拖拉造成的；「眨眼」包括發覺恆星光線的輕微變暗，每當一顆行星穿行於該恆星和觀測所用的望遠鏡之間時，變暗的情況就會發生。利用兩種方法均發現過幾百顆類木行星（類似木星的行星），儘管也發現過幾顆巨大的岩石行星，但沒有一顆跟地球相當的行星。

然而，不久前在英國格拉斯哥舉行的皇家天文學會會議上，一組研究人員提出了一種估算外太空存在多少岩石行星的方法。該研究集中於白矮星上，這些即將滅亡的恆星一度象我們的太陽一樣照耀著，但是在它們90億歲壽命的晚期，它們發生膨脹而成為紅巨星，這時的恆星直徑達到太陽的200倍。如果這種情況發生於我們太陽系，太陽就會膨脹到地球的軌道之外。然後，膨脹的恆星漸漸地收縮到僅為原有大小的一半，慢慢地黯然失色，被龐大而稀薄的大氣層環繞著。

研究人員稱，那些大氣層可以提供一個顯而易見的信號，表明岩石行星曾經環繞著這顆即將滅亡的恆星旋轉。研究小組研究了光譜，即光線的化學特徵。光線來自146顆白矮星，它們位於距地球幾百光年的範圍之內。在這些恆星中，有109顆恆星所展現出的光譜表明，它們的大氣層中擁有象鈣這樣的較為沉重的元素。岩石行星很可能是這些重元素的唯一來源，因此這種光譜證明，這些恆星在膨脹的紅巨星階段肯定曾經吞沒過岩石行星。

基於上述數據，研究小組推斷，在整個銀河系所有的類日恆星中，至少有3.5%的恆星目前擁有岩石恆星。進一步粗略的計算表明，這意味著銀河系曾經擁有過多達10億顆岩石星球。而在這些岩石行星中，又有一小部分可能是類地行星，類地行星意味著符合這樣的標準：擁有水，並且跟恆星的距離處於適合居住的範圍之內。

加州大學聖克魯茲分校的行星科學家喬納森·福特尼（Jonathan Fortney）說，該研究進一步加強了這個觀念：在恆星周圍形成行星是個普遍的現象。他表示，這種現象很普遍，比起這些研究人員所估計的數值——3.5%，擁有岩石行星的恆星數目很可能要多得多。

原著：Phil Berardelli

註：本文曾經發表於《科學之友》雜誌。

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