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42光年外,超大型「超級地球」被發現,科學家擔憂有高級文明存在
2023/09/04

超級地球的觀測

人類自從點開天文觀測這一技能后,便不將地球視為唯一觀察的對象,而是放眼整個宇宙進行探索。

地外行星在天體觀測中時常能引起天文學家的注意,不僅是太陽系外形形色色的星系所帶來的觀測數據,重要的是人類在未來是否有機會邁向太空深處。前往與地球相似的 類地行星,開拓人類的家園。

距地42光年外,天文學家發現了超大型「超級地球」的存在,這讓天文學家激動不已,而部分科學家倒是擔憂存在高級文明。這顆超級地球是一顆系外行星,大概在恒星 H D69380 的宜居帶內運行,位置在船尾座。

藝術家對HD69380d的渲染圖

它的大小和海王星相比沒差太多,最小質量預估為12個地球質量,溫度為11攝氏度。而它的主星則屬于G型恒星,人類每天見到的太陽同屬為G型恒星。

HD69380d的恒星歷史與太陽相比 多出4億年的歷史,後來的觀察數據表明,這顆系外行星的質量是地球的17倍,妥妥的一顆超級地球。

科學家對其展開的模擬測試表明,該行星質量過于龐大,不太可能是巖石類型行星。但假設它的周圍存在足夠大的衛星,又具備足夠的大氣層和壓力,那麼液態水和潛在的生命都是可能出現的。從軌道穩定程度來講,如果衛星和行星之間要想有一個穩定的運行軌道,那麼衛星圍繞主星的軌道周期與圍繞其恒星的軌道周期之間的 比率必須小于 1/9。

例如行星圍繞恒星的周期需要90天,那麼行星衛星的最大穩定軌道則小于10天。模擬表明,HD69830d的情況需要有一顆軌道周期為22天的衛星。

如何才能被稱為超級地球

這顆于2006年發現的超級地球無疑給天文學家和科學家帶來了新啟發。而在此后的十多年里,天文學家又陸續發現了更多的超級地球,這些「地球」大小質量不等,但都比地球大,科學家更愿意稱其為「迷你海王星」。

一般來講,超級地球是 由它們的質量所定義,不包括溫度、成分、軌道特性、可居住性等。由于超級地球的質量較大,因此它們的物理特性與地球相比會出現很大不同。

如果從行星密度模型來講,超級地球可以分為4種, 低密度超級地球,也就是之前提到的「迷你海王星」; 中等密度超級地球,其主要成分為水,又或者是更密集的氣體層籠罩的 氣矮星高密度超級地球則被認為是巖石或金屬組成。

以人類文明目前的技術來講,實地觀測顯然不現實,科學家也一直在致力于研究超級地球的數據和模型。要說生命維持,從地質活動來講, 超級地球的地質活動比地球更活躍

這是由于它們的板塊更薄,受到的壓力更大,因此板塊構造更強勁。哈佛-史密松天體物理中心的模型表明,地球本身就是一個「邊緣化」的案例,地球內部活動能勉強維持板塊構造。

但其他相關研究認為,地幔中的強對流作用會對強重力下的超級地球產生抑制作用,從而限制板塊構造。當然,一顆行星要想出現生命,甚至進化出高等文明不僅條件必須滿足宜居帶要求,而且還挺需要 一定的運氣

部分科學家所擔心的是,對于這類超級地球來講,它們如果出現文明,則一定是高級文明。從進化的角度來講,超級地球所需要的動力遠比地球更多,而且 進化出的文明會更加強大

超級地球下的可能

剛才所提到的板塊構造是建造星球文明的重要部分,行星的質量有助于保持構造運動。哈佛天文學教授迪米塔爾·薩塞洛夫(「超級地球」一詞便是他創造的)認為質量越大的行星內部會更熱,地幔的對流會推動板塊四處游走。

由于超級地球的地殼相對更薄,因此承受的壓力相對更大。這便會導致更快的構造活動出現,換句話來講就是更多的地震、更多的火山活動以及其他地質劇變。

從環境上來講,超級地球的生命需要更強大的軀體才能承受這樣的變化。另外,對于人類來講,人類抵抗垂直G力最高可達每秒5G,而同樣的情況下在超級地球中會感覺更重,因此超級地球的生命能夠承受更強大的垂直G力。

人體G力耐受性

最后則是超級地球的文明發展,科學家目前認為超級地球如果有文明一定是高級文明,而且太空發展會較為極端。部分研究發現,在超級地球中展開太空發射任務會 需要更多的燃料

如果以地外行星開普勒20b為例,它的質量是地球10倍,比地球寬70%。要想滿足這里的逃逸速度,則必須達到地球上的2.4倍。質量越大的行星,相應的重力也會增加,太空飛行成本因此 成倍增加

從模擬上來看,假設該超級地球要想發射韋伯望遠鏡所需要的有效載荷為60000噸。如果超級地球的生命進化成高等文明后,那麼這些外星人肯定可以 發展出高效的太空飛行的能力

要是這類文明無法生產出高等科技,不能滿足超級地球的逃逸速度,那麼他們會比人類更加局限。因此從這方面來講,超級地球的高級文明一定是極端發展的狀態。

相比之下,人類目前的科技在這種假設前提下就顯得捉襟見肘。高級文明對人類的未來都是未知數,也許他們是友好的,也許是 充滿敵意的。不管怎樣,這種充滿期盼的感覺是人類在宇宙中前行的動力。

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