天文学家对类地行星的观测

地球之外存在生命的可能性有多大？尽管至今人类还没有在地球以外的其他地方发现生命，但这丝毫没有影响天文学家寻找地外生命的热情。寻找地外智慧生命的研究常称为“地外文明搜索”，国际上简称为 “SETI”。SETI的领头人是美国哈佛大学物理学家保罗·霍罗维茨。当有人问他：“宇宙中存在智慧生命吗？”他肯定地回答：“绝对存在。”而问道银河系存在智慧生命吗？他回答：“可能性非常大，你愿意赌什么我就和你赌什么。”

搜索地外生命的科学行动是和科幻小说中的神秘大陆联系在一起的！1959年在美国西弗吉尼亚绿堤的国家射电天文台，天文学家弗兰克·德雷克进行了第一次大规模的地外文明搜索实验，该实验称为 “奥兹玛计划”。该计划是以科幻小说家L.弗兰克·巴姆的科幻故事《来自神秘大陆的奥兹玛》中的奥兹玛公主的名字命名的。德雷克在一架直径为26米的射电望远镜天线盘旁度过了150小时，接收来自附近与太阳系类似的两颗恒星波江座和鲸鱼座的信号。这次行动虽然并未取得预期成果，但却意外地发现了木星周围的被称为范艾伦辐射带的特殊辐射带。天文学家对探索地外文明有着特殊的热情，他们一方面加大射电天文望远镜天线的直径，以增加接收天线的灵敏度，射电天线直径增加到数十甚至上百米。在我国贵州的卡斯特地貌溶洞地区，位于坪塘大窝凼的500米口径球面射电天文望远镜天线目前是世界上最大的射电望远镜设备。同时又加强对类地行星的探测，以使天线能对准更有希望存在智慧生命的天区，并根据该类地行星相对地球的运动规律来制定与之联系的方案。

据英国媒体报道，科学家已经开始制作一个系统的“宜居星球指南”，把迄今为止发现的适合未来人类移居的星球分门别类。据悉，人类已发现47颗行星和卫星可能符合人类移居条件。

波多黎各大学的宜居星球实验室对人类已知的700多个星球的类型以及它们各自所在的太阳系进行分析，发现绝大部分星球不具备生命体存活的条件，其中只有47个星球进入 “第二个地球”的候选名单。据悉，已被发现的许多星球都属于像木星和海王星那样的气态巨行星，但它们与围绕运转的母恒星距离太近，无法提供像地球那样的气候条件。只有少数星球拥有合适的大小和运行轨道，适宜生命存活。

这个指南使用创新的评估标准，比如类地指数、宜居带距离、分类系统以及与地球过去、现状的对比结果等等。分析结果表明，只有2个已知星球符合该指南的宜居程度，它们是代号为格雷斯581d和HD 85512b的星球，其他15个行星和30个卫星进入候选名单。

正如这次发现“地球兄弟”开普勒-22b行星的科学家艾伦·波斯所说：“开普勒-22b的发现证明了地球人并不孤单，宇宙也许充满了各种生命体。”

为了科学判断是否在地球外还有生命特别是有类似于地面上的人类的高级智慧生物，天文学家开展了对地外的类似于地球的行星 （简称类地行星）的观测。迄今，天文学家在太阳系外发现的外太阳系行星几乎都是气体巨星，因为气体巨星较大而容易观测或推断其存在。但是还有一定数量的太阳系外行星被怀疑或确认是类地行星。

行星本身是不发光的，因此直接观测非常困难。但是，不发光的行星如果从恒星前方经过，就会遮挡一部分星光，导致我们看到的恒星亮度在短时间内稍稍变暗，随后再恢复正常。如果这样的星光变暗现象周期性出现，至少观察到4次之后，才可以确定那里存在一颗我们看不见的行星。

开普勒望远镜就是NASA专门用这种方法来发现地外行星的探测器。自2009年升空以来，它便一刻不停地监测着大约15万颗恒星，记录它们亮度上的细微变化。如果是地球从太阳前方经过，遮挡的阳光大约会使太阳的亮度下降万分之一，而开普勒望远镜能够检测微弱到十万分之一的星光变化。

新行星“开普勒-22b”就是通过这种方式发现的——开普勒望远镜观察到那颗恒星以大约290天为周期，发生星光变暗又恢复正常的现象。根据恒星亮度的变暗幅度，天文学家确定了行星的半径，大约是地球的2.4倍；根据这一现象发生的周期，天文学家计算出了行星的轨道，确定它恰好位于那颗恒星的 “宜居带”中。

开普勒-10b位于560光年之外，环绕一颗与我们的太阳十分类似的恒星运行。这颗恒星 （名为 “开普勒-10”）与太阳没有太多不同，只是比太阳年老一些，已经有80亿岁。

开普勒-22b直径约为地球的2.4倍，距离我们约有600光年，人类若使用现有的宇宙飞船飞往开普勒-22b需要2200万年的时间。尽管其直径比地球大上不少，但是它的轨道公转周期约为290天，和地球相差不大。它围绕运行的中央恒星和太阳非常相似，也是一颗光谱型为G的黄矮星，只是质量稍小，这颗行星的表面温度约为21摄氏度，非常适宜生物的居住，也有可能是温暖的海洋行星。

不过科学家们尚不能确定其地表究竟是岩石质地的还是液态或是气态形式，然而不管如何，这项发现是朝向找到另一颗 “地球”这一最终目标所迈出的坚实一步。

当天文学家从开普勒-10的亮度变化中推断出它可能拥有一颗小质量的行星之后，便把它放进了重点观察的行列。位于美国夏威夷的地面望远镜 “凯克”随后用不同于 “开普勒”探测器的另一种方法对开普勒 -10进行了观测，最终证实那里确实有一颗类地行星。

“发现开普勒-10b是我们探索类地行星道路上的一个重要里程碑。”NASA开普勒项目科学家道格拉斯·赫金斯在发布这项新发现时说，“尽管这颗行星并不处于适居区，但这项激动人心的发现展示了 （开普勒）任务让什么样的发现成为可能，也预示了后面还会有更多类地行星的新发现。”

在2007年4月，由11位欧洲的科学家组成的一个小组宣布发现了一颗在适居带的地外行星，有着与地球相似的温度。这项发现使用的是欧洲南方天文台位于智利La Silla的望远镜，那儿有一架特制的光谱仪，可以分辨出光谱中只有几个波长幅度的摆动，而这种摆动可能透露出其他世界的存在。

未来，将有一定数量的望远镜有能力直接观察到类地行星，包括类地行星搜寻者、达尔文任务、新世界任务、开普勒计划和猫头鹰天文望远镜。而天文学家也认为许多或大多数的类似太阳的恒星附近可能都存在类地行星。