科幻图片

　　据美国太空网站报道，一项最新研究显示，著名科幻小说《沙丘》中所描述的沙漠行星比类似地球的水世界更有可能孕育生命，这种行星或许是星系内最有可能存在生命体的星球。同时，这项研究暗示炽热的金星(平均表面温度达到460摄氏度)在10亿年前可能是一颗沙漠行星，或许金星远古时代曾孕育着神秘生命。

　　在地球上差不多只要有水的地方，就会有生命。科学家依据这一寻找生命的方法在宇宙中搜寻外星生命迹象，他们主要聚焦观测表面有大量液态水的“浅绿色行星”。

　　“浅绿色行星”通常是指覆盖海洋的类地岩石行星(比如：地球)，或者完全覆盖数百公里厚冰层或者液态水的“海洋行星”(比如：木星冰冷的卫星木卫三)。为了实现可居住性，浅绿色行星必须环绕其恒星的“适居带”，这一太空区域既不炎热也不寒冷，如果该行星过于远离恒星，它们将冷冻。如果它们过于接近恒星，将在大气层中产生蒸汽流，吸引热量蒸发更多的水份，导致一种失控的温室效应，可煮沸行星表面的所有海洋，其情景如同金星表面。最终，像这样的行星将非常炽热，迫使水蒸汽上升至大气层的高度，在紫外光线作用下分离成氧和氢。之后氢逃逸进入太空，氧很可能与炽热行星表面发生反应进入到地幔之中，随着时间的推移，这颗行星大气层将损失所有的水份。

　　美国宇航局艾姆斯研究中心行星学家凯文-扎恩勒(Kevin Zahnle)称，科幻小说《沙丘》中的沙漠行星不像浅绿色行星那样表面拥有大量水资源，这样的行星表面没有海洋，却拥有广袤的干旱沙漠，可能零星分布着绿洲。在《沙丘》中一颗叫做“阿拉基斯”的沙漠行星，被描述为是可以孕育生命的陆地行星。

　　阿拉基斯行星是一颗较大、较温度的行星，与火星有点儿相近，拥有可吸入氧气的大气层，极地区域寒冷潮湿，可形成较小的冰盖和朝露。

　　“陆地行星”模型

　　科学家推断称，缺乏水资源的陆地行星实际上更可能实现在恒星周围形成一个较大的孕育生命区域，这里有几个因素在内，首先，陆地行星拥有较少水资源，无法转化大量的雪和冰，它们能反射阳光进入太空。同时，它可以吸收更多的热量更好地抵御全球冰冻现象，扩大适宜居住区域的寒冷外部极限。此外，陆地行星干燥大气层中缺乏水份将比浅绿色行星吸收更少的热量，有助避免出现失控温室效应，并扩大行星适宜区域内部、炽热边缘。大气层中水份越少，紫外线分解形成的氢和氧就越少。

　　日本东京大学研究员阿部丰(Yutaka Abe)和研究同事进行了类地行星三维简单全球气候模型实验，为了模拟陆地行星，他们设置了自转速率、大气压力和未变化的二氧化碳指数，但在模型中移除了海洋和植物，从而使地下水资源锁定在地表以下。科学家发现沙漠行星的适宜居住区域面积是浅绿色行星的3倍。

　　研究小组指出，拥有海洋的浅绿色行星并不是唯一类地宜居行星模型，最适宜生命居住的行星是首选行星是沙漠行星，而不是那些浅绿色行星。目前，这项研究报告发表在《天体物理学杂志》上。

　　处于宜居地带的沙漠行星

　　当分析这些行星的寒冷外部极限时，阿部丰和研究同事发现当地球接收阳光下降至72-90%时，浅绿色行星将完全冷冻，这取决于行星旋转轴朝向恒星的倾斜度。这种情况下，沙漠行星比浅绿色行星具有更好的全球冰冻抵御性，当接收光线下降至58-77%时才完全冰冻。这意味着陆地行星可远离恒星，却仍具备孕育生命的可能性。

　　对于这些行星的炽热内部极限，研究人员估计液态水可稳定保存于浅绿色行星极地，这里是该行星最寒冷的区域，照射的阳光是现今地球接收阳光的135%。相比之下，液态水可稳定保存于沙漠行星极地情况下，照射的阳光是现今地球接收阳光的170%。这意味着当沙漠行星可近距离环绕恒星运行，且仍具备孕育生命的条件。

　　像这样的沙漠陆地行星非常接近科幻小说《沙丘》中描述的阿拉基思行星，扎恩勒说：“虽然我并不知道这部小说中阿拉基恩行星上生存的沙虫是怎样的，但是沙漠行星的赤道区域过于炽热无法适宜生存，而极地区域的生存条件更适宜一些。我真实地认为极地区域是最佳生存区域，这里可能有更广阔的水域，甚至还有小溪流和湖泊。”

　　美国宾夕法尼亚州大学行星科学家吉姆-卡斯汀(Jim Kasting)称，这是一项非常有意义的研究。然而卡斯汀仍不确定这项发现将真实地帮助发现新适宜居住行星，无论它是沙漠行星还是浅绿色行星。

　　卡斯汀说：“基于我们的认知标准，为了揭晓是否哪颗行星适宜居住，它们需要具备水存在的迹象，目前我们通过望远镜尚不清楚是否能探测到沙漠行星上有足够的水资源。因此我并不认为它将改变我们在遥远太空寻找地外文明的策略。”

　　扎恩勒持不同意见，他说：“我们不可能探测到这些行星存在水的迹象，但或许能探测到氧气的存在。同时，我们在其它地外星球上发现许多存在水资源的情况，但这并不能作为该星球具有适宜居住性的判断依据。”

　　发现第一颗适宜居住行星

　　如果是这样的话，由于沙漠陆地行星比浅绿色行星更接近于主恒星运行，且具有适宜居住条件，扎恩勒认为，发现适宜居住的沙漠行星要早于适宜居住的浅绿色行星。前者更接近恒星运行，它拥有运行速度更快的轨道，途经恒星前方使恒星光线变暗的概率较大，这更加便于我们通过望远镜进行探测。

　　同时，卡斯汀并不确定少量水能稳定存在于行星表面。他猜测沙漠行星上的少量水资源将被岩石吸收，或者被吸入地幔之中。扎恩勒同意卡斯汀的观点并强调指出，我们并不是要寻找永久性适宜生命居住的星球，只需要满足生命体能够长时间存活即可。没有行星能够永久性适宜生存，甚至包括地球在内。

　　未来有一天，地球将变成一个沙漠世界。伴随着太阳的衰老，地球每隔10亿年亮度就会增加9%，太阳辐射会分解水成为氢气和氧气，将最终耗尽地球上的液态水资源。然而，研究人员计算地球在太阳步入衰老期的数十亿年里仍可能保持适宜居住性，地球能够避免失控温室效应现象，在太阳死亡之前可能仅损失三分之一的海洋。

　　目前令科学家关注的一个问题是金星曾经是否是一颗适宜居住的沙漠陆地行星？金星是太阳系内最火热的行星，或许曾经的环境状况能够孕育生命。扎恩勒称，假设金星曾经拥有液态海洋，研究人员推算称很可能金星远古历史时期曾有干燥且适宜生命居住的环境条件。

　　扎恩勒强调，在10亿年前金星的确具有持续性适宜居住的陆地环境，那时金星热带区域非常火热，但在极地区域温度较低且湿润，类似于地球的环境条件，并没有大量的二氧化碳。未来的研究将精确地证实金星曾经是否具有适宜居住性。（悠悠/编译）

一项最新研究结果显示，一颗位于36光年外的行星极有可能是人类迄今发现的和地球最接近的星球

　　北京时间9月1日消息，一项最新研究结果显示，一颗位于36光年外的行星极有可能是人类迄今发现的和地球最接近的星球，只要它表面的云量足够多，就完全存在这样的可能。

　　不过这颗“第二地球”的正式名称可一点也不浪漫，科学家们给它的编号是一串冷冰冰的数字：HD85512b。这颗行星位于南天的船帆座，围绕一颗黄矮星运行。天文学家们使用安装在智利的欧洲南方天文台“高精度径向运动行星搜寻设备”(HARPS)获得了这一发现。

　　径向速度法是搜寻系外行星中经常使用的一种技巧。由于周围行星运行产生的引力影响，尽管很微弱，但是中央的恒星仍然会显示出微小的晃动，这是行星引力对其拖拽的结果。这样一来，只要对中央恒星的位置进行超高精度的测量，我们就能推知那颗看不见的行星的存在和质量大小。

　　根据HARPS设备提供的数据，我们知道这颗行星的质量约为地球质量的3.6倍，而这颗行星围绕恒星运行的距离恰到好处，这使得其地表存在液态水的可能性大增。科学家们认为液态水对于生命的生存十分关键。

　　在美国哈佛-史密松天体物理中心以及德国马普研究所任职的丽萨·卡尔腾内格(Lisa Kaltenegger)博士是这项研究的首席科学家，她说：“这颗行星所处的位置恰好位于宜居带的外缘。如果将它移动到我们太阳系内，那么它的轨道位置大致就位于金星轨道稍稍外侧。在这个距离上，这颗行星从它的太阳那里得到的热量仅仅比地球接收到的稍多一些。”

　　卡尔腾内格和她的同事们的计算显示只要这颗行星的表面云覆盖量至少达到50%，就足以将多余的热量反射回太空，从而保证其表面温度不至于过高。一般而言地球的平均云覆盖量接近60%，因此行星HD85512b上空飘满云朵也并非完全不切实际的幻想。

　　当然至于这种云具体是由什么成分构成的就另当别论了，要想存在类似地球那样的水冰晶云，那就要求这颗星球上拥有和地球成分类似的大气层。而要验证这一点，光靠现有的技术设备还办不到。

　　卡尔腾内格表示，根据现有的行星形成模型，质量超过10倍地球质量的“巨型行星”，其大气成分将主要以氢气和氦气为主。而质量稍小的行星，包括行星HD85512b这样级别的，就更有可能拥有类似地球的大气成分，即以氮气和氧气为主。

　　　　“第二地球”的有力候选者

　　到目前为止，这颗行星是我们探测到的第二颗似乎位于宜居带的岩石行星。所谓宜居带是指一颗恒星周围不近也不远的位置，其温度范围能允许水以液体状态存在。

　　而另一颗“潜在第二地球” Gliese 581d也是在先前使用HARPS设备发现的。这颗行星的位置刚好位于宜居带区域的外侧边缘。除此之外还有一颗系外行星的呼声很高，那就是2010年宣布发现的Gliese 581g。但是这颗行星的发现存在很大争议，学界甚至有专家质疑这颗行星根本就不存在，发现者探测到的信号不过是一些杂音干扰而已。

　　曼菲尔德·康兹(Manfred Cuntz)是美国德克萨斯大学天文项目主管，他对此项发现态度审慎，认为任何人在宣称外星人可能存在于某颗星球表面时应当十分谨慎，并且应当提供更多的信息。他说：“目前我们没有这颗行星大气层方面的相关数据，但这不是他们的错。看起来这颗行星确实与众不同，是一个很有希望的候选目标。”

　　康兹还补充说：“除了它得天独厚的大小和位置优势，行星HD85512b还有另外两点值得注意，并使它成为可能存在生命体的强有力的候选者。”

　　首先这颗行星的轨道几乎是正圆的，这将给它的表面带来持久的稳定的气候，并且它的“太阳”——恒星HD85512的年龄要比我们的太阳大一些，也就意味着更加不活跃，这就减小了发生大规模电磁风暴摧毁整个行星表面大气层这种灾难发生的可能性。最后，这一行星系统的年龄大致为56亿年左右，这就给了生命以足够长的时间进化和发展。相比之下，我们太阳系的年龄约为46亿年。

　　卡尔腾内格表示，根据现有的技术，在可预见的将来人类还不可能驾驶飞船亲自前去这颗星球考察。但是如果我们有一天真的飞临这颗星球上空，我们眼前的景象一定是充满异域风味的：泥泞，炎热，重力是地球表面的1.5倍。她开玩笑说：“在它向阳的那一面，或许你不必花钱去练功房就可以做热瑜伽。”(晨风)

冥王星的五大特征

　　据美国太空网站报道，冥王星是距离地球较远的一颗星体，但是近年来人们对冥王星的认识已逐渐清晰，美国宇航局“新地平线号”探测器将于2015年7月份飞越这颗矮行星，届时将首次拜访这颗冰冷的遥远星球。

　　以下是关于冥王星鲜为人知的五大奇特事实：

　　1、曾被认为是个“大家伙”

　　1930年，冥王星被美国天文学家克莱德-汤博(Clyde Tombaugh)发现时曾被认为比水星体积更大，甚至比地球还大。目前，天文学家已勘测证实冥王星直径约2352公里，体积仅不足地球的20%。同时，冥王星的质量仅是地球的0.2%。

　　2、极端椭圆轨道

　　像太阳系内其它8颗行星一样，冥王星运行非同一平面的极端椭圆轨道上。平均而言，这颗矮行星距离太阳58.7亿公里处运行，需要248年完成环绕一周。

　　它的奇特轨道意味着某次轨道运行时冥王星的轨道会与海王星相重叠，这使得冥王星比海王星更接近地球。

　　3、系内最寒冷星体，可能存在地下海洋

　　由于它距离太阳非常遥远，因此冥王星是太阳系内最寒冷的星球之一，其表面温度为零下225摄氏度。科学家认为这颗矮行星大约是由70%岩石和30%冰层构成，它绝大多数表面覆盖着氮冰。

　　近距离接近冥王星将发现喷涌冰冷液体的冷火山或者间歇泉，很可能冥王星表面以下存在着一个巨大的地下海洋，它将有助于勘测分析冥王星表面的地质或者化学特征。

　　4、拥有4颗卫星

　　冥王星有4颗卫星，分别是：冥卫一、冥卫二、冥卫三和最新发现的P4卫星。其中冥卫一体积约是冥王星的一半，其它三颗卫星体积相对较小。

　　由于冥卫一体积相对较大，一些天文学家认为冥王星和冥卫一是一对矮行星，或者双子矮行星。这两颗星体缺乏引力，因此运行时总是一侧朝向彼此。

　　5、接近透明的稀薄大气层

　　尽管冥王星比月球还要小，但这颗矮行星拥有稀薄的大气层，主要成份是氮、甲烷和一氧化碳，其大气层延伸至太空3000公里。(悠悠/编译)

科学家模拟的巨蟹座

　　据国外媒体报道，天文学家在距离地球41光年的巨蟹座55恒星系统中发现适宜生命居住带上的行星，这也是美国宇航局高度关注的系外行星之一。在这个系统中，天文学家认为有一个较大的行星位于可居住带地区，而可居住带上的水是呈液态。从图中可以看出，由美国宇航局喷气推进实验室模拟的行星轨道图像显示出围绕着中央恒星，存在着数颗行星，其中有较大的气态行星，也有岩质结构的行星。

　　“可居住带”是围绕在恒星周围的一个特殊的区域，是一个行星具备生命的必须条件之一。大多数的天文学家在寻找适合人类居住的行星都是从可居住带上的寻找，在这个区域上，恒星到居住行星的辐射在一个合理的水平上，所带来的温度变化也在一个适宜的区间内，更重要的是，在可居住带上的行星，由于恒星辐射水平的适宜度，其上的水是呈现液态，这对生命的存在具有非常重要的基础性意义。

　　当然，我们进行这些假设之前，还必须认定该行星具有大气以及固体表面，如果是一个气态行星，根本没有固体表面，则这种情况对于生命而言是非常恶劣的，基本不可能存在生命。而我们太阳系中，地球则是位于一个典型的恒星可居住带上，根据模拟结果显示，我们太阳系的可居住带从金星到火星之间，在这个区域之内，特别是位于地球轨道上，水是呈现液态，而且地球也具备岩质结构和大气特征，这些因素对于生命而言是非常有利的。

　　根据开普勒系外行星探测器公布的研究情况显示：截止目前，该探测器已经发现了1235个系外行星，这些系外行星都是位于他们的恒星系统中，当然，也是通过间接的观测测量得出的。而这些系外行星中，到底有多少行星是存在于他们恒星系统的可居住带上呢，或者说这些行星的轨道特征符合可居住的定义。开普勒探测器的科学家们得出的结果是，位于可居住带上的行星有54颗。这里的54颗行星并不是轨道参数都完全符合可居住定义，有些行星的轨道在一年中的大部分时间内位于可居住带上，小部分时间穿出了可居住带，这就意味着，这些行星如果上面存在水，那么一年的大部分时间内是呈液态，而小部分时间里是被冰冻了。

　　位于美国马萨诸塞州坎布里奇的哈佛大学天体物理中心的天文学家丽莎（Lisa Kaltenegger），现位于马克斯普朗克天文研究所，与天文学家贝尔巴托夫（Dimitar Sasselov）详细地讨论了恒星系统中可居住区域的必要条件。他们主要仔细考虑了五个因素：中央恒星的辐射强度和光谱性质，位于居住带上行星的离心率，行星的距离恒星的距离参数，行星的反射率，包括了大气中云层的覆盖情况，温室气体的浓度影响，最后，还有关于该行星的大气结构上的一些细节。

　　通过着一些合理的假设，科学家们发现，这个理论同样符合太阳系中可居住带的定义，也就是说，在我们太阳系中，从这个逻辑出发，可居住也是在金星轨道至火星轨道，并且还要超出一部分，接近小行星带的内缘位置。当他们重新使用这个新的思路去反推可居住区的定义时，发现原先我们认为开普勒系外行星探测器所给出的54个行星的数目有些太高了，这就是说，这54个行星中，还应该淘汰掉一部分，剩下的则是目前发现的符合生命居住的轨道环境。

　　但是，有一项更加准确的估计认为，开普勒系外行星探测器发现的系外行星中，只有六个是最符合可居住行星的定义，如果说这些行星上在大气结构，那么他们已经具备了非常良好的外部轨道环境，水在这些行星上是可以以液态的形式存在。而还有一个较为重要的结果是，这是我们在系外行星的探索中踏出的第一步，我们寻找的是类地行星，而不是与地球大小接近的行星，这两个概念上存在的区别，前者具有和地球构造相似的内核结构，存在着岩质固体表面，后者则是在体积上与地球接近。(Everett/编译)

白矮星周围的杂质

　　据国外媒体报道，凯克I望远镜天文台的天文学家与加州大学洛杉矶分校合作研究关于白矮星光谱中发现的不寻常的地方。根据这些天文学家的最新观测研究，如果在一颗白矮星周围出现类似地球的岩质行星，那首选的结果则是被白矮星消耗掉。而此前，天文学家认为在白矮星的周围一般是聚集着尘埃类的物质，但是显然，这些尘埃很可能是岩质行星留下的“遗骸”。

　　通过使用位于夏威夷莫纳克亚山上的凯克I型望远镜，该天文台的科学家与加州大学洛杉矶分校的天文学家本朱克曼（Ben Zuckerman）以及他的研究小组成员发现，白矮星“粉碎”了位于其周围宇宙空间中的岩质天体。他们的观测目标为两颗以氦为主的白矮星，编号为PG1225-079和HS2253+8023。他们只有地球那样的大小，却有着和太阳相当的质量，通过进一步的观测表面，在这两颗白矮星的周围存在着“污染”区域，该区域中包含着各种大小的岩质世界，以及尘埃结构，科学家模拟结果显示，其中的岩质天体类似小行星谷神星的大小。

　　这就意味着，在被观测的白矮星周围分布着行星状的巨型岩石块，而且这些材料正在源源不断地形成中，同时伴随着还有尘埃等物质。目前天文学家还不清楚这些材料是否是从某一颗岩质行星上撕扯下来的，当然并不一定就是类似地球这样的岩质行星，也可以是小行星，总之，在白矮星周围分布着密密麻麻地这样的世界。

　　通过对白矮星周围空间中出现的岩质天体的观测，科学家认为这有助于对太阳系演化的研究。而白矮星同时也是低质量恒星末期的演化产物，也是较为普遍见到的一种恒星，由于白矮星内部燃料消耗，并不是以内核的能量来支撑其本身，而维持这样的高密度状态需要较大的压力，如果一颗白矮星的质量超过一定的极限，就会爆炸成一颗超新星，这个极限被称为强德拉塞卡极限。

　　然而，科学家更关注的是白矮星周围的岩质物质，在天文学家眼中，其并不是简单意义上的岩质小天体或者尘埃，而是具有“签名”的尘埃，这是因为在白矮星的光谱中有着较为“干净”的氢或者氦，但是却出现了被认为是类似地球的行星存在的痕迹，这一点却是有待进一步研究的。

　　据加州大学洛杉矶分校的天文学家本朱克曼介绍：根据目前的观测估计，有大约20%至30%的白矮星轨道系统周围存在着或大或小的岩质行星的世界。较大的类似地球的大小，较小的也有谷神星的大小。而这种现象形成的原因，科学家推测是在白矮星周围，还存在着更大的行星，这些行星类似木星那样，能干扰体积较小的行星的轨道，并将其反弹推到白矮星附近，并被白矮星捕获。

　　对此，位于马里兰州的美国宇航局戈达德空间飞行中心的天文学家约翰（John Debes）认为：我们虽然见过许多古怪的行星系统，但是这个白矮星系统第一次给了我们暗示，我们所看到的景象也许有点像我们太阳系的未来，或许应该进一步观测并研究这两个白矮星系统。根据公开的研究数据解读：白矮星PG1225-079的组成元素中存在着镁，铁和镍；白矮星HS2253+8023光谱分析中发现的元素包含超过85%的氧，镁，硅和铁。这些发现都与地球这类行星元素比例相类似。而且不但类似我们的地球，在正确的范围之内也符合其他的岩质行星。

　　位于图森的亚利桑那大学天文学家霍尔伯格（Jay Holberg）并没有参与这项研究，而他认为：在光谱中发现这么多的异常细节是不寻常的，而且我也没见过这样的光谱。总而言之，在这颗白矮星光谱中发现的不寻常的东西只能说其具有某些与众不同的地方，探索这些与众不同的地方，就是了解宇宙中不为人知的奥秘。（Everett/编译）

　　当你看到图中的情景时，或许会粗略想到：这可能是张关于时空维度的图像，并且还是一个物体向地球高速运动的图像。而这张图像则是从一个光子的视野来看宇宙空间，也可能是远在130亿光年远的宇宙中第一代恒星发出的光子在经过漫长的时空旅行后抵达地球。恒星的光子被发射出去后，会在瞬间被重新吸收，比如在我们的太阳核心位置，当发出的光量子可能经过一毫米的位移后就被吸收了。而我们看到的光是光子流，是光子膨胀力的传递，消失的光子是转化成了基态光子。

　　我们从以上信息看出，一个光量子似乎没有经历过时间，也没有经历过空间，哪怕是一丁点儿的位移。由于我们不能够的真空中移动一个无质量意识的光量子，所以这个光量子的“思想实验”就是要证明时间和空间是两个明显不同的事物。

　　如果我们试图以光速前进，那我们的本身的时钟会变慢下来，所以我们也会在以较慢的时间状态下，抵达遥远的宇宙空间。这个就像一个宇航员从地球上乘坐宇宙飞船以光速前进，当他到达另外一个遥远星系时，飞船上的时间仅仅过去了数年，而地球上的可能早就已经沧海桑田。这种时间上的变慢效应在地球上人们看来，则体现在宇航员以非常快的速度向宇宙深空飞去。

　　同样，当我们接近一个大质量天体的表面时，就像图中显示的一个光子的视野，这时候相对另外一个处宇宙空间的观察者而言，我们的时间就会变慢，所以我们能比预期中更快的时间达到大质量天体的表面，比较通俗点说是：当我们接近大质量天体时，时间和空间被压缩扭曲了。同理，这也可以反应出时间和空间是时空的两个方面。这就像我们现在已经发明的画面定格捕捉技术，可以清楚地显示出每一帧画面上所反应出来的不同的时间和空间位置。

　　基于这个理论，部分科学家认为，我们目前应该接受现实世界中关于重力的演变模式。而重力的真正原因是由于在大质量天体周围时空扭曲所造成的。形象地比喻可以认为：一个宇航员以一个恒定的速度在宇宙空间移动，当这个宇航员的移动路径上出现一颗大质量天体时，宇航员就会进入由这个天体质量造成的时空扭曲区域，这时候宇航员就被明显感到自身已经受到这个天体引力制约，如果天体的引力足够强，而且宇航员的逃逸速度没有达到一定的值，那他们两者最终会发生碰撞。

　　而如果这颗大质量行星上有观测者，那这个观察者会发现宇航员从宇宙空间中向他加速运动而来，但是，这个宇航员自身看来，他的速度并没有发生改变，这是因为，如果宇航员加速前进运动，那就会出现由于惯性而产生的推背力而他向后座移动。

　　尽管如此，当这颗大质量行星上的观察员认为宇航员是在加速飞来并下降时，这个也不是地面观察员所产生的一种错觉。这只是观察员对时空感知能力一种失败的体现。因此，从一个光量子的视野看出，当一艘宇宙飞船从一定的时间和空间移动到大质量行星表面时，降落过程中飞船所处的时空区域受到行星引力场扭曲效应的影响，而处于地面的观察员却认为飞船正在受到一个力的作用。(Everett)

 2010年观测出的数据

科学家模拟出的超级地球图像

　　科学网(kexue.com)讯 外星人一直是我们探索的问题，不过可能距离揭开谜题的时候不远了。日前据美国宇航局天体生物学研究所夏威夷大学分部科学家纳德介绍：“超级地球”其实是一种介于地球和天王星之间级别的行星，目前在宇宙空间的一些天区的特殊地方被发现到。在体积上，超级地球比典型的类地行星要大，还具有与地球相似的物理和其他动力学特性，所以也相对容易被探测到。

　　而在太阳系附近发现的超级地球，就为人类未来星际旅行乃至遥远的将来进行太阳系外行星定居点的开拓提供了一个非常好的选择对象。这类行星也同样具有一个活跃的核心结构，并能保持住一定的大气环境，而如果这类行星被探测到位于恒星周围的可居住带上，那将引起天文学家的高度关注。

　　但是，有一点需要注意，一颗行星的可居住性是被定义为基于支持生命的基础上，而目前，地球是唯一一颗可居住的星球，所以我们仅仅能根据地球上生命的支持条件来反推一个星球的轨道和其他物理动力学特性是否具有这样一个水平。或句话说，目前只能说，只有具有地球这样的属性的星球，才能具备维持和发展高等智慧生物。

　　如果一颗星球被定义成“超级地球”，那这颗星球就有着较大的发展前景，因为具备了许多类似地球的特征。这些特征主要存在三个方面：行星的组成、版块构造的体现、行星磁场的存在。对于一个能维持生命的行星而言，液态水是一个高度且是优先事项，而如果确定这个事项呢？就要考察这颗行星的质量和轨道半径。

　　中央恒星距离太阳大约128光年左右，具有1.5倍的太阳质量。整个系统到目前为止发现了四颗行星。较早发现的HR 8799b、c、d三颗行星轨道半径为24、38、68AU（AU为天文单位），第四颗HR 8799e行星是具有7倍木星质量的巨型气体行星。通过对凯克II望远镜红外自适光学系统辅助观测下，科学家可以检测这些系外行星的大气属性。

　　迄今为止，有两个“超级地球”被天文学家列为重点观察对象：CoRoT-7b和GJ 1214b。这两个与众不同的行星给了我们非常大的想象空间，对他们的研究可以帮助我们了解这些行星的组成。版块构造在天体物理学家眼中是一个非常关键的角色，因为版块活动体现了行星核内部的活跃状态，同时也是地球物理演变的关键因素。另外，行星磁场的存在则是被认为是能保护行星上生命的重要屏障，致命的宇宙射线不仅对地球上的生命构成威胁，同样也会对可能存在的外星生物构成威胁。

　　而“超级地球”是否存在以及何如何存在磁场是一个非常值得研究的课题。在一般情况下，一颗行星具有的磁场环境与这颗行星的核心运动有关。就像地球的磁场一样，是由于地球核中流动的液态金属所引发的，即铁和镍的对流产生的环球性的电流，进而产生地球磁场。

　　最后，还有一项与生命至关重要的就是行星大气。具有大气结构的行星具备保护其上生存的生命，并且能保证生命的维持和演化发展。并且能形成与生命活动相关的化学属性。大气环境也可以保持行星上的分子不快速逃逸到宇宙空间中去，这同样也是衡量一颗行星具备生命发展条件的重要因素。

　　科学家估计，在低质量恒星周围所存在“超级地球”可能也会具有稳定的轨道环境，如果观测发现其具有较大的样本基数，那么在可居住带上发现超级地球的可能性也是会增加。而上文中提到的天文学家非常感兴趣的“超级地球” GL 581 g通过光谱分析发现，其具有大气环流的特征，科学家下一步将确定其大气物理和成分的特征，希望能发现更多具备支持生命的环境元素。(乔尔)

撞击器拟撞击小行星

　　科学网(kexue.com)讯 不久后好莱坞科幻动作片中的场景也许大家将能在现实中看到。

　　日前，欧洲航天局的科学家正计划打造彷佛发射一颗撞击器，撞击一颗小型小行星，为了能够测试让小行星是否可以偏离轨道。对于此次撞击实验，一些科学家呼吁为负责监测过程的飞船安装更多仪器设备。其他科学家则建议为地面观测计划提供更多资金，以近一步了解这些行星际撞击者对地球构成的威胁。

　　欧洲航天局的此项任务名为“堂吉诃德”，目前正处于计划阶段。这项任务旨在发射一颗撞击器，用足以改变其运行轨道的力量撞击一颗小型小行星。科学家希望撞击器能够帮助他们进一步了解如何实施类似任务，撞击飞向地球的小行星。除了撞击器外，“堂吉诃德”号任务还涉及一艘负责从远处监测撞击过程的飞船，为科学家提供数据，用于确定未来让飞向地球的小行星偏离轨道的最理想方式。

　　“堂吉诃德”号任务与美国宇航局的深度撞击任务类似，后者于2005年7月实施，向坦普尔1号发射一颗“射弹”。参与此项任务的科学家将撞击目标减少为两颗小行星，分别是2002-AT4和1989 ML。2002-AT4宽320米，体积较小，更容易通过撞击使其偏离轨道，但它沿着更难于把握的偏心轨道运行，因此很难让飞船与其实现点会合。1989 ML宽680米，虽然撞击较为容易，但它的体积是2002-AT4的两倍，因此更难使其偏离轨道。科学家希望此次任务能够让小行星偏离轨道的程度超过100米。

　　由英国开放大学的斯蒂芬-沃尔特斯博士领导的一组科学家认为仅仅在轨道中测量这种变化还远远不够。他们在物理学博客网站arXiv.org撰文指出，飞船需要安装更多仪器设备以进一步了解撞击对小行星造成的影响，获取包括撞击导致的物质喷射和小行星表面在内的数据。他们列出的仪器包括无线电科学实验设备、成像设备以及光谱仪。无线电科学实验设备用于测量小行星轨道因撞击发生的变化，光谱仪用于确定小行星的构成。《行星与空间科学》杂志将刊登他们的文章。

　　沃尔特斯和同事同样希望安装热成像摄影机，了解任何温度变化，因为小行星表面的阳光热辐射导致的非常低的能量也需要考虑在内。这种能量产生的影响被称之为“亚尔科夫斯基效应”，随着时间推移，这种效应足以改变小行星的轨道，导致撞击器脱靶。

　　科学家认为大型小行星和彗星撞击可能导致6500万年前的地球发生大规模灭绝灾难，绝大多数恐龙就此消失。德国马克斯-普朗克协会的科兰-拜勒-琼斯进行的研究发现，飞向地球的大型小行星或者彗星的速度在过去2.5亿年时间里并没有降低，甚至有可能略有提高。研究论文刊登在《皇家天文学会月刊》上。

　　澳大利亚国立大学斯特朗洛山天文台副教授查理-里纳维弗表示，科学家已经了解撞击器如何改变小行星的轨道。他说：“我们通过深度撞击任务了解这一点。”他指出早期预警系统的改进要比撞击更为重要。“我们投入资金发展地面望远镜，搜寻近地天体，同时将飞船送入地球轨道，位于太阳的对面。采取这些做法是因为一些小行星或者彗星正在靠近地球，在它们出现在我们头顶上之前，我们很难发现它们。1盎司(约合28克)的预防所能起到的作用相当于1磅(约合453克)治疗。”(乔尔)

“雪人”奇特地形：一排三个陨石坑。

“灶神星”千疮百孔的表面。

　　7月17日，美国宇航局“曙光”号太空探测器完成近四年的太空旅行，终于与太阳系中最大的小行星之一“灶神星”遭遇，并开始对其实施科学探测。近日，美国宇航局发布了由“曙光”号发回的首批“灶神星”近距离特写镜头。图片显示，“灶神星”一个重要的地形特点就是“雪人”造型陨石坑。

　　“曙光”号为离子推进力太空探测器，它用了近四年时间终于抵达“灶神星”，并于2011年7月24日拍摄下首批“灶神星”特写镜头。“灶神星”是太阳系中最大的小行星之一，直径约为330英里(约合531公里)。美国宇航局喷气推进实验室工程师马克-雷曼是“曙光”号任务组的成员之一。雷曼表示，“我们的耐心终于得到了漂亮的回报。我们现在正在探索太阳系最原始的世界之一。”

“灶神星”一个重要的地形特点就是“雪人”造型陨石坑。

　　“灶神星”是小行星带中第二大天体，其表面积大约有两个加利福尼亚州大。研究人员认为，这颗小行星大约形成于46亿年前。这一年龄也是其表面千疮百孔的原因，因为这是太阳系早期的关键标志。

　　这颗小行星上可能藏着一颗早期超新星爆炸的证据，因此“曙光”号控制器目前正在“灶神星”表面寻找较大、较明显的特点。其中一个地形特征就是被“曙光”号工程师们称为“雪人”的一排三个陨石坑，另一个重要特征就是在“灶神星”布满灰尘的赤道附近，存在着许多巨大的凹坑。

“黎明”号是在距离“灶神星”大约3200英里（约合5150公里）的高空拍下这些照片的。

　　“曙光”号任务组负责人之一、加利福尼亚大学行星学家克里斯托夫-拉塞尔认为，一次远古灾难性撞击在“灶神星”上形成了一个个坑。不过，拉塞尔也无法对“雪人”地形和其他陨石坑的形成原因给出明确的解释。拉塞尔表示，“此前我从来没有看过此类地形。”

　　“曙光”号是在距离“灶神星”大约3200英里(约合5150公里)的高空拍下这些照片的。不过，“曙光”号将很快下降到距离“灶神星”大约1700英里(约合2736公里)的轨道上继续探测。美国宇航局预计，“曙光”号最快将于8月11日抵达这一轨道，并继续开展科学任务。到2012年8月左右，“曙光”号将再次发动引擎，开始向“谷神星”进发。“谷神星”是小行星带中最大的天体。科学家希望能够在“谷神星”上发现泥火山和液态海洋的证据。

　　加州大学洛杉矶分校的研究人员希尔克施利希廷（Hilke Schlichting）目前正在通过隶属于美国宇航局，被称为“行星猎人”的开普勒探测器寻找具有环结构的系外行星。我们的太阳系中，土星、海王星等都有环结构，但是天文学家还未在系外行星中发现环结构。开普勒探测器非常敏感的探测设备可以改变这一点。土星般的世界在宇宙可能比比皆是，科学家形象地将其比喻成戴着“戒指光环”的行星。

土星美丽的光环中就藏着著名的卡西尼环缝

　　此外，施利希廷与加拿大理论天体物理研究所研究人员菲利普（Philip Chang）一同详细检查了太阳系以外的巨型气态行星上周围环结构的行星模型。在今年的二月份，开普勒探测器项目组的科学家宣布已经发现了超过1200个潜在的外星世界，这1200多个系外行星环绕着他们的恒星运动，其中以气态行星居多， 在这些气态行星中，又以轨道距离其恒星较近的气态行星占多数。

　　研究人员经过对这些系外行星环形成模型的推演，认为这些环结构很可能主要是由岩石碎皮构成的，而不是由冰碎片组成。而我们太阳系中的土星，具有一个非常引人注目的光环，土星环则是由碎岩石、冰块以及低温气体尘埃等物质构成，这些物质的大小范围各不相等，从几微米到数十米。

　　当然，系外行星的光环结构并不是出现和太阳系内所看到的完全一样的情况，环一般形成于这颗行星的赤道附近，而且还与行星的倾角有关，如果倾角太大，环结构的形状就会出现不同的样子，甚至还可能被完全破坏，就比如说地球如果有一个环结构，按地球的倾角计算，这个环可能在在边缘部分就出现破缺，最后整个外观就像个圆形的眼睛框，并不会像土星环那样那么漂亮。

　　科学家之所以要详细研究系外行星周围的环结构，并不是对比他们那个更好看，而是通过对环结构的研究，推演出这颗行星内部活动的变迁。比如说，根据环模型的推演，有些行星的环可能出现打结、扭曲的现象，也就是说，这些行星的环结构看上去并不是那么光顺，其中一部分会出现急剧弯曲，纠缠在一起。这种环结构的行星如果被发现，那么它的自转倾角肯定值得进一步研究，扭曲环的产生是随着时间的推移，在自转轴倾斜等诸多因素的影响下而表现出的现象，同时也可以揭示出行星内部的构造活动等细节上的改变。

　　所以，基于能从环结构推演系外行星内部构造等变化这个出发点，施利希廷认为找到具有环结构的系外行星是非常重要的，首先我们要找到他们，然后才能弄清楚是怎么回事儿，借助开普勒探测器强大且非常敏感的观测能力，具有环状特征的系外行星不久将被发现。

　　科学家们希望能找到类似土星这样的具有较为规则光环的系外行星，施利希廷将其称为“温暖的土星”，为什么这么称呼呢，这是因为由于目前发现的系外行星中大多数都是气态行星，主要成分为氢、氦还有甲烷等气体，这些系外行星的轨道距离他们恒星较近，就比较容易被发现，由于距离较近，其表面温度也比较高，因而其也被称为“热木行星”，这也是系外行星中常见的类型。但有些气态行星具有冰结构，比如海王星等，而其内部却具有非常高的温度和压力，密度也很大。所以，天文学家目前主要在寻找大小范围介于海王星与木星之间的系外气态行星。

　　但是，根据现有的行星形成模型，这些巨型系外气态行星可以形成与距离他们恒星较远的轨道上，因而这里又出现了一个问题：这些气态行星是如何以及在什么形成阶段“跑”到距离他们恒星较近的地方呢？形成过程是否又是随机的呢？这些问题都将是天文学家探寻的方向。施利希廷认为：如果我们能发现几个这些特征的系外行星构成的恒星系统，那就可以发现他们是如何形成的，以及他们的轨道为什么会在那儿。

　　如果发现的系外行星具有环结构，那也有可能具有冰碎片，但是当他们轨道靠近恒星时候，这些冰碎片就会被蒸发掉，从这个角度看，如果一颗系外行星轨道移动较快，且具有环状结构，那它比较可能是由碎岩石构成的。对在赤道附近具有环结构的系外行星进行研究，还可以揭示出它与恒星之间的轨道倾角以及两者之间的关系，这些都可以帮助科学家确定出这些系外行星是如何形成的。

　　而目前，美国宇航局的开普勒“行星猎手”探测器正在观测寻找位于太阳系以外的具有环结构的行星，目前以及发现的系外行星就有1000多颗，科学家也正在对其中的观测数据进行筛选，是否有遗漏之处，施利希廷估计在今年内，就会发现具有环状结构的系外行星。(Everett/编译)