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身处系外行星的主观感受《外星地球》 精选

已有 2781 次阅读 2024-4-21 05:20 |系统分类:科普集锦

身处系外行星的主观感受《外星地球》

一位天文学家生动地描绘了系外行星的景观

当你摇晃着孩子在月球基地睡觉时,向外看一眼就会发现夜空,星星在月球没有空气的表面上闪耀着稳定、坚定的光芒。像“一闪一闪,一闪一闪,小星星”这样的童谣会让新一代的人类感到困惑,他们不熟悉地球大气层扭曲恒星光的方式,导致闪烁的出现。这种超凡脱俗的沉思使天文学家丽莎·卡特内格(Lisa Kaltenegger)的《外星地球》(Alien Earths)变得生动起来,它邀请读者思考其他恒星周围行星上可能存在的各种环境,并发现我们的望远镜可以探测到哪些奇怪景观的证据。

只是在Kaltenegger的职业生涯中,数据才开始取代推测来推动此类研究。2010年左右发现了第一批系外行星 - 围绕太阳以外的恒星运行的行星 - 可能拥有舒适的表面温度,只有随着詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)等仪器的发射,我们才真正希望探测到有关其环境的信息。

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一位艺术家的渲染图描绘了站在系外行星TRAPPIST-1 f表面的感觉。

 

正是JWST的发射开始了外星地球。在这里,Kaltenegger讲述了望远镜首次探测到系外行星大气层的过程:这种气体掩盖了被称为WASP-96 b的沸腾气体巨行星。这颗行星可能不是生命的候选者,但这一发现标志着可能发现的开始。然后,她描述了行星生命所需的特性,在讨论我们如何在有人居住的星球上探测外星生命之前,质疑条件是否必须与地球上的条件相同。从那里,她带领读者参观发现的第一批系外行星。这些世界包括可能适合居住的世界,以及其他围绕着已经死亡的恒星的世界,因此可能与我们的恒星截然不同。最后,Kaltenegger缩小了范围,将我们的小蓝点行星置于令人难以置信的浩瀚宇宙的视角中。

在实验室中,Kaltenegger在培养皿中创造了遥远行星可能表面的例子。这些微小的地方是微生物的家园,这些微生物存在于地球上偏远的裂缝中,但可能会在外星环境中繁衍生息,从覆盖水面的藻类中产生像番茄汤一样红色的海洋。“对于科学家来说,错过宇宙中生命的迹象是很可惜的,因为他们只在寻找绿色植物,”Kaltenegger警告说,她描述了实验室工作台上的绚丽色彩。

引人入胜的描述这些环境的行星大小版本可能是什么样子,在整本书中都栩栩如生。例如,卡特内格描述了土星最大的卫星土卫六上咖啡渣状的沙丘,以及下雨的世界。她写道,这颗被称为TRAPPIST-1 e的系外行星的多“月亮”天空,那里的卫星实际上是非常接近的相邻行星,以及一个有机体需要超越日出才能生存的土地。我们发现的许多较小的岩石行星都围绕着红色恒星运行,这些恒星比我们自己的太阳小,并发出高水平的强烈紫外线。在这些星球上进化的生物可能会产生生物荧光,这可以使它们吸收光波并以各种发光颜色发出它们。

Kaltenegger还简要地谈到了她作为科学界女性遇到的一些黑暗方面。例如,在第 5 章中,她描述了一名学生在无意中听到两名男子公开声称卡特内格仅仅因为她是女性而获得有声望的资助后感到愤慨。在这里,她写下了她在这种时候如何应对自己的挫败感,并讲述了她从同事那里得到的支持,表明女性的状况可以改善。

Kaltenegger明白,研究其他行星的状况需要来自不同领域的科学家的跨学科合作,这一现实导致了不同寻常的挑战。她用有趣的轶事揭示了其中的一些挑战,例如,讲述了“灰姑娘玻璃拖鞋星球”的故事,如此命名是为了让地质学家理解天文学家同事对“玻璃”的定义。

这本书成功地试图保持大局观,但有时,科学解释可能感觉过于简短,或者可能比刚开始寻找行星的读者可能需要的时间晚。但是,它缺乏的深入性在于其巨大的可读性。

虽然我们还不能观察我们发现的大多数系外行星的表面来确认我们关于它们的模型可能是正确的,但卡特内格生动的想象,以及她的内幕经历,为我们寻找其他星球生命的旅程带来了一种真实感和兴奋感。



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