Y你正站在一片沙质平原上,只有刺眼、冰冷的蓝白火花在头顶上以节拍的方式闪烁着。针尖状的光几乎像是一颗遥远的恒星,但每一次闪光都会在你体内引发一种令人不安的刺痛感,这表明频闪光源不知何故就在附近,一定是这个荒凉世界的萎缩太阳。没有实质性的大气来保护你远离真空,当你崩溃并开始失去意识时,你会感到奇怪的分离。当你的视力逐渐变黑时,你会感觉到唾液在舌头上沸腾,你会注意到淡蓝色的电离原子从x射线照射下嘶嘶作响的脸上升华。
当你感到不熟悉的感觉时,你漂浮在平面图中,你正在漂浮在星际空间的空隙中,在你的脚底温柔,持久的拖拉。你正在下降。俯视下来,一个伟大的圆形阴影在下面的星星饰出来。违背天文赔率,您一直被一名未结合的世界在星空之间徘徊而被引起的。表面细节锐化,因为您朝着流浪者的迫在眉睫的表面升起,而且在影响前很快就会瞥见锯齿状的岩石悬崖上升,从冰冻的海上升起的冰箱。你的破碎仍然冻结在表面上。
你在狂风肆虐的海洋上上下浮动。温暖的咸水从一个地平线延伸到另一个地平线,笼罩在粉红色烟雾的阴暗天空下。当你踢踢踢打以保持漂浮状态时,你的四肢会碰到一团团、细丝和灰紫色胶状的垫子——巨大的细菌菌落。微生物黏液堵塞了表面,并一直延伸到你能看到的深处。你喘不过气来,但厚厚的空气中没有氧气来支撑你,只有腐烂的生物质散发出的恶臭。不一会儿,你就消失在汹涌的波涛之下。
到现在为止,你可能想知道,除了以你可怕的死亡而告终之外,这些可怕的投机场景还有什么共同之处。答案是,所有这些行星环境都可以被称为“类地球”,这取决于所使用的假设。这可能令人惊讶,但尽管宣布另一个世界与我们自己的世界非常相似具有潜在的历史性,但对于“类地球”的确切含义没有标准标准,而且尝试创造他们不可避免地与主要假设和不确定性斗争。(上周,我更详细地写了一些我们真正了解的一些地行星的详细信息:“哈哈哈镜子地球.”)
我怀疑对“地球类似”的最有用的解释是类似于淫秽的着名主观定义:我们会在看到它时知道它。
如果你对“类地行星”的定义仅仅是一颗围绕恒星运行的岩石行星,那么地球上第一个场景符合所有这些标准。它是一个脉冲星球,如20世纪90年代的第一个确认的郊球世界。世界上的世界第二个场景地球更像是一颗岩石行星,还有丰富的地表水。几乎所有的水都被冻结成冰,因为这颗行星不再绕恒星运行,也不再吸收恒星的能量。这样的自由浮动的“类地球”世界可能在整个宇宙中都很常见,当一颗小行星太靠近像木星这样的巨大行星后,被弹射出它的母系时就会产生。有温暖的温度,液态水的海洋,保护性的大气层,显然还有某种形式的原生生命,这个世界最后情景这是这三个最少的外星人,尽管它仍然是非常荒谬的。它实际上是我们自己的地球,因为它是大约30亿年前在复杂的多细胞生物的崛起和含氧光合作用的优势,当生活大多是水生,缺氧和单纤维的。事实上,鉴于地球在这一原始缺氧国家的存在中花了超过四分之三的存在,这一古老的环境可以被认为比我们的现代含氧世界更为“地球”,虽然我们当然都没有人能生活那里。
T他之所以使用“类地球”一词,完全是因为它不可否认的公共关系吸引力:每个人都喜欢想到还有像我们这样的其他行星。但这种方法也有风险:如前面的例子所示,如果该术语的定义过于宽泛,可能会产生误导或几乎毫无意义。如果它变得太窄,就连地球本身有时也不会被视为“类地”,寻找熟悉的行星似乎永远注定要失败。任何一个极端都会让人们失望和困惑,可能会降低人们对系外行星搜索的兴趣和支持,这是我所预测的之前写过.
然而,“地球类似”的更大问题是可以说是科学的问题。甚至将自己的行星限制在可能支持我们这样的生活中,行星的新兴多样性使得将我们的搜索限制在“地球上”的地方可能会伤害更多的帮助。最清晰的例子可以在恒星周围可居住的区域的常规定义边界中。可居住区的内边缘是由星光在星光加热的地方定义,世界将其蒸发到太空中的水中;从我们所知道的生活需要水,一颗行星失去所有的水都会无法居住。对于实际地球,这种内边缘保守地钉在于我们目前轨道的少数百分之几。小型,岩石世界绕过比那个边界更近的其他阳光恒星,因此通常没有被定义为“潜在居住”。
然而,最近的研究建议如果这些行星是超自然的“沙漠世界”,水比地球少得多,那么它们就可以在离类太阳恒星更近的地方,也就是金星轨道的深处,保持宜居状态。这是因为水蒸气表现出一种自我强化的温室效应:更高的温度促使更多的水蒸气进入空气,而空气温度又进一步升高,将更多的水蒸气推向天空。在这个有争议的新观点中,地球上生命的关键特征——丰富的水——却自相矛盾地降低了它的宜居性。相反,一个只有极少量水的沙漠世界可能被认为更适合居住,因为它仍然可以保持它的水,从而一些可以想象的生物圈,更接近一颗恒星。类似的违反直觉的结论apply to the habitable zone’s outer edge, which is defined by where all of a planet’s water would freeze: If a small rocky world is insulated beneath an atmosphere with a much stronger greenhouse effect than Earth’s, it could conceivably circle a Sun-like star well past the orbit of Jupiter and still maintain some semblance of habitability.
还有更多的物理因素,比如轨道结构和行星组成,可能会让一颗行星比我们的更不像地球,但更适合生命存在。此外,在任何有生命存在的世界上,生物圈及其行星环境的共同进化对可居住性有额外的二级影响,这是不容易预测的,正如我们在地球从缺氧的黏液世界到我们今天熟悉的星球的明显转变中所看到的。
因此,在对太阳系以外生命的广泛探索中,我有时怀疑对“类地球”最有用的解释也是最模糊的,类似于前美国最高法院大法官波特·斯图尔特(Potter Stewart)著名的主观解释淫秽的定义:我们看到它时我们会知道它。
在我的下一篇博文中,我将讨论我们如何在未来看到遥远的、可能宜居的行星,并准确测试它们与地球的相似程度。
李·比林斯(Lee Billings)是一位居住在纽约市的自由撰稿人。50亿年的孤独,他关于寻找类地系外行星的书,将于今年10月由Current/Penguin出版。