东谈主类自古就一直酷爱：咱们是否是寰宇中的唯独人命？同期也但愿有朝一日能找到来自其他星球的人命。多年来，科学家们一直莫得松手这么的接力。足不出“沪”能“散步寰宇”，在寝室中即可享受“星空猖厥”，抗疫期间，上海理工大学的“让科研春风吹进回复园”系列讲座请来了中国科学院上海天文台葛健盘问员，他在“空中”为学子们带来了题为“寻找第二个地球和人命”的讲座。

　　葛健是中国科学院空间先导地球2.0科学卫星布景型号盘问的独创东谈主和首席科学家、达摩隔邻宜居行星巡天的独创东谈主和首席科学家、科幻片《星际迷航》中的瓦肯星系新手星的发现者、群众首位找到系新手星的华侨科学家。

　　在讲座中，葛健先容了东谈主类搜寻系外宇宙、寻找第二个地球的历史和畴昔预计。无数前沿的天文科技后果在这次讲座中被袒露，也让咱们看到了天文体家们多年来手不释卷的探索和接力。

中国上古的传奇有一定科学依据

　　中国有好多对于上古的传奇，比如帝尧期间的后羿射日、夸父追日、另楚寒巫的星河相会等。畴昔好多东谈主会将其理猜测文化层面，但葛健合计，其背后有无数的科学征象和依据，它们都波及到东谈主类不灭的三假话题：日月星辰、寰宇和人命。

　　“在后羿射日、夸父追日等传奇中，咱们不错感受到，在上古期间，也便是约莫4000—5000年前的全新世时期，中原大地上黑白常炽热的。从当前科学盘问看，1万年前地球处于冰川期，而5000年前的地球温度比今天的平均温度越过2-3度，是以东谈主们才会猜测要遣散“糜掷”的太阳。河南简称“豫”，古代河南所在的豫州是中国九大州之一。豫是个象形字，原先由象形翰墨象和邑构成，即有象的城邦的风趣，也便是说在甲骨文降生的5000年前，大象就出没于河南一带，河南也因此得名“豫”。即使在战国时期，楚国，即当天湖南和湖北等地还有犀牛的存在，爱国主见诗东谈主屈原在《国殇》写到的“操吴戈兮被犀甲”，就反应了这一征象。而咱们都知谈大象和犀牛可爱在祥和的环境中举止，因此不错从这些历史纪录中看出当年中原大地的满足更祥和，和科学盘问发当前全新世时群众变暖相一致。”葛健说，近些年地球也在走向变暖，客岁发生了云南野象北迁的征象，位于朔方的山西还发了大急流，咱们不错联想出5000年前的中原大地可能和当前情况皆备不一样，那时的黄土高原很可能祥和湿润，相等相宜生涯，由此不错推测，中国古斯文发祥于黄河流域可能与全新世变暖有密切关系。

　　古东谈主对于星辰也有浓厚的意思，好多联想和传奇也有天文体依据。葛健说，比如中国东谈主终点可爱的牛郎星和织女星，咱们发现织女星座看起来很像一把梭子，牛郎星把握有两颗小星星，很容易理猜测这是他们的孩子。还有中国古代有七青娥下凡的传奇，事实上，织女星座中第二亮的星是一颗掩食变星，周期性田主星和次星互相讳饰，导致有时候看得见，有时候看不见。不错联想古东谈主夏夜纳凉，看着星空发现这个星变暗看不见了，于是就很天然地会编出高明的七青娥下凡的故事流传于今。

　　盘古开天地和女娲造东谈主的传奇亦然滚滚而至。在葛健看来，盘古开天地很雷同寰宇大爆炸的发祥，天地底本是迷糊一派，劈开后创造了透明的天和沾污的地。这种联想很雷同现代最流行的大爆炸的寰宇发祥说，寰宇大爆炸后不久，寰宇中充满目田通顺的质子和电子，寰宇一派沾污，直到寰宇冷却后，质子和电子的联接产生氢原子，寰宇变得透明，渐渐地氢气云塌缩变成恒星、行星和星系，于是就有了“地”了。然后产生了各式元素，变成了今天寰宇的样式。传奇中女娲持土造东谈主听起来有些任意不经，今天咱们也不错皆集，因为东谈主类身上悉数的物资，其中悉数的元素其实都来自寰宇尘埃。由此看来，古东谈主借助我方联想和不雅测产生一个个流传于今的传奇背后，有源自生活的科学道理。这和现代科学盘问探索万物发生背后的机制确有点同归殊途。

东谈主类从来莫得住手对地外斯文的联想

　　到了近代，东谈主类启动领有先进的不雅测时间，他们把视野瞄准外天际，联想着地外人命的样式。

　　帕西瓦尔·罗伦斯·罗威尔是一位好意思国天文体家、商东谈主、作者与数学家。他还也曾写过一册陈说东方斯文和文化的书。在他40岁的时候，只怕听说意大利科学家发现火星上有东谈主造水渠，他就自掏腰包，用了15年时候在好意思国亚利桑那州的弗拉格斯塔夫成就了罗威尔天文台，在每个季节不雅测火星上的各式确定并记录下来。葛健先容说，罗威尔那时合计火星的南北极是冰盖，火星上比拟干燥，夏日冰盖消融，无数的水通过东谈主造水渠把南北极的水引入到火星的赤谈上灌溉庄稼。相等恻然的是，其后科学家行使更精密的千里镜不雅测发现，这些沟槽只是天然结构，并非东谈主工所建，没过多久，碰到打击的罗威尔就损失了。

　　“然则好多东谈主过了好多年照旧不信服火星上莫得高档人命，1938年10月30日，好意思国出现了火星东谈主入侵的假新闻，驱散激励了新泽西州好多东谈主的火暴。之后好多东谈主合计固然火星上莫得高档明智人命，然则可能存在低等人命。1975年，好意思国实施了探伤火星的海盗策动，向火星放射了两个探伤器，永诀赶赴火星的南北半球，两个探伤器将岩石和沙土放到非常瓶子中检测，一启动科学家很开心，因为放入终点配比的‘鸡汤’后，产生了氧气和二氧化碳等气体。然则之后他们用色谱仪去查验其中的化学因素，驱泄气现其中莫得任何有机分子，确认火星上莫得低等人命。”葛健先容说，这次发现让科学家们十分失望，然则东谈主类照旧不欢喜，业余天文景仰者从火星轨谈器拍的数以万计的火星名义图中，居然找到了一个猴头图案，他们就忖度就算当前火星上莫得人命，不代表火星上不存在古代斯文。其后好意思国国度航空航天局放射的火星探伤卫星——火星群众探勘者号沿着火星上的河床到干枯的湖泊去寻找人命踪迹，然则依然一无所获。同期，它拍摄的更高分辨率的火星名义像片核实“猴头图”是地质征象所致。

　　这个时期亦然科幻管事发展的岑岭阶段。20世纪60年代出现了科幻电视系列《星际迷航》，它形色了一个乐不雅的未下宇宙，东谈主类同繁多外星种族一谈顺服疾病、种族各异、清寒、过甚与往复，成就起一个星际联邦。随后一代又一代的舰长们又把眼神投向更辽远的寰宇，探索星河系，寻找新的宇宙，发现新的斯文，勇敢地涉足前东谈主未至之地。阿西莫夫的科幻演义《星河帝国》给了好多电影东谈主灵感，之后的《星球大战》系列科幻电影，形色了几千个星球决定脱离星河共和国孤独的故事，一批东谈主逃离到一个双星系统周围的塔图因（Tatooine）沙漠星球上。葛健说，今天咱们还是发现了星河系中20多个雷同的双星系统。咱们也不错忖度，中国上古时期提到的10个太阳，很可能亦然一种天文征象。值得一提的是，连年来登陆火星的探伤器拍摄的火星日落图和《星球大战》电影中塔图因日落图很相似。这确认东谈主类的联想和寰宇中存在的征象有很强的关联。

　　20世纪80年代，好意思国出品了《外星东谈主》科幻电影，该片陈说小男孩艾里奥特与外星东谈主成就贞洁友谊的故事。前些年中国科幻演义《三体》问世全色网，其中最精彩的无疑是弘扬了寰宇生涯章程——昏昧丛林章程。

　　葛健说，客岁是火星探伤的丰充年，登陆探索火星的就有好意思国的坚忍号火星车和机智号火星直升机，以及中国的回禄号火星车。令东谈主欢快的是，中国天问一号达成了“绕”“落”“巡”一次完成，一次就达成了好意思国不竭了30年完成的责任。

成为蓝色地球有多难？

　　东谈主类在探伤人命火星的同期，也把眼神投向了离太阳更近的金星，想了解更多金星的微妙。金星是太阳系中环境最为恶劣的行星之一，金星地表高达460多度，基本是咱们家用烤箱的日常温度。金星的大气压是地球大气压的90倍，终点于海平面下约莫900米深处的压强，大气层内还有很强的气流，金星也被喻为“地狱星球”。1970年，苏联放射了金星7号，不错承受180个大气压和540度的高温，然则只是责任了23分钟就与地球失去了揣度。

　　为什么距离太阳的遐迩与地球差未几的金星和火星都不相宜东谈主类居住？唯有咱们蓝色的地球如斯的高明和动东谈主呢？葛健在这次空中讲座中给出了科学的谜底。

　　葛健先容说，在刚降生的时候，金星和地球的情状差未几，然则金星距离太阳的距离是地球距离太阳距离的 70%傍边，其每正常米上获取的太阳能量是地球上同等面积的2倍。于是金星上无数的水变成了水蒸气，这些水蒸气迷漫在金星的大气中，不停地接收来自太阳的热辐射，并进一步加热地表和大气，大地上更多的水变成了水蒸气，而水蒸气再也无法变成液态水。在太阳的紫外线的照耀下，气态水分子渐渐解析为氧气和氢气，质料较少的氢气就渐渐逃跑出了金星大气层，而后氧原子和碳原子渐渐联接，缓缓变成了二氧化碳，这被称为是“失控的温室效应”。假如把地球放到金星所在的位置，也会出现款星这么的情况，是以咱们要保护环境，驱散二氧化碳排放，防护“失控的温室效应”的出现。而火星的情况是距离太阳太远，得不到足够能量，连二氧化碳都被冻成了干冰，何况因为引力不及，无法固定住足够多的大气。

　　“地球是一个非常的存在，它正平允于距离太阳不近不远位置，公转周期正值是一年，这里水以液体存在，这个轨谈带便是今天咱们所说的宜居带。天然，不同质料的恒星周围的宜居带不一样，质料越大的恒星宜居带离恒星越远。”葛健说，天文体家之前合计处于类太阳恒星中宜居带的类地行星（即第二个地球）在星河系中数目不少，它们上头很可能存在人命。但莫得猜测的是，要找到“第二个地球”难度并不小。

开普勒策动的“失败”

　　东谈主类对于太阳系新手星的高度祥和源自1995年，那年的10月，两位瑞士天文体家行使法国境内的Haute-Provence 天文台的1.93米千里镜发现了首颗系新手星“飞马座51b”。在离飞马座51恒星800万公里的地点，有一个和木星差未几大小、公转周期为4.2天的行星。这一发现成为东谈主类历史上最迫切的事件之一，该发现证明了太阳系并不孤独，也激起了东谈主类对系外人命的念念考，以及对东谈主类在寰宇中的地位有了从头意识。两位天文体家也因此获取了2019年诺贝尔物理学奖。

　　为了更好意识系新手星宇宙，好意思国从2001年启动酝酿开普勒策动，该策动的天际运行时候从 2009年启动到 2018年终端，主要科学方针是发现类太阳恒星在宜居带内的类地行星（即第二个地球，或地球2.0），进而测量地球在寰宇中的发生率。多普勒策动行使 0.95 米的广 角千里镜对105正常度视场的类太阳矮星不雅测了整整4年，这片天区的邻近天区包括咱们很熟练的天鹅座、牛郎星座和织女星座。

　　葛健先容说，天文体家寻找行星有两种主要的观点，一种是多普勒视向速率时间法，另一种是凌星法。视向速率法便是测量不雅测方针的光谱线的多普勒效应。假如咱们站在高铁站的站台上，火车进站的时候，会发现声息频率变得越来越高，然则离开的时候，声息会变得越来越低千里。这便是多普勒效应。当一个星系隔离咱们所在的星河系时，这个星系的光谱线就会向波长更长、频率更低的红色标的部分出动，咱们将这种征象称之为“红移”。当这个星系移向咱们所在的星河系时，星系的光谱就会向波长更短、频率更高的蓝色一方出动，这叫作念“蓝移”。科学家行使“红移”和“蓝移”特色不错测出恒星周围行星的质料和公转周期。所谓凌星法，很像咱们平时不雅察到的日食征象，当月球进入地球和太阳之间的直线视野中，从地球上不雅测太阳，就会发现月球挡住了太阳光，大地会变暗。引申到天文不雅测中，科学家们合计，只须行星经由恒星前边，就会挡住恒星的部分光亮，行星面积越少遁藏恒星的部分就会越小，面积越大遮住的部分会越大。是以只须能贪图遁藏面积和恒星面积的比和恒星的大小、以及遁藏的周期时候，就不错贪图出行星大小和轨谈周期。

　　令东谈主缺憾的是，自利自为的开普勒策动发现了4000多颗行星和候选者，包括几个可能绕着小质料恒星的宜居带行星，然则恒久莫得找到“第二个地球”。何况开普勒策动发现星河系约莫90%的行星都散步在比太阳系的水星轨谈更近距离的轨谈上，这与之前的设计有很大死别。

　　葛健先容了开普勒策动发现的类太阳周围的宜居行星候选者的情况。其中，开普勒—22B行星的主恒星质料是太阳的 0.97倍，距离太阳系约莫600光年，开普勒—22b行星的公转周期是289.9天，但其半径是地球的2.4倍，科学家忖度这个行星质料好像是地球的10倍，并可能有很厚的大气层，行星名义环境可能与金星相似，不相宜人命生涯。还有两颗雷同的行星，其中一颗质料是地球的2倍多，另一颗是地球质料的 5 倍傍边，科学家们忖度其引力过大，导致地下岩浆到处喷发，行星名义充满了火山岩，与科幻电影《星球大战》终末决战时所在的穆斯塔法星球的神志十分雷同，也多半不相宜生涯。

　　半东谈主马座是距离地球最近的恒星系统，包括 3 颗恒星，其中亮堂的两颗恒星是半东谈主马座α星和半东谈主马座β星。2016年，西班牙科学家发现其中很暗的红矮星——比邻星（0.12 个太阳质料）邻近有一颗公转周期仅为 11.2 天，质料为地球的 1.3 倍的宜居的行星。不错设计在红矮星照耀下的行星与地球上的白昼风物很不雷同， 天际老是呈现出红色，雷同于地球上的夕阳场景。

　　2017年，又有比利时科学家在距离地球 约40 光年的一颗叫Trappist-1的红矮星 （0.08太阳质料）邻近发现了7颗类地行星，其中包括3颗宜居行星， 比拟有道理是这7颗星离母星的距离，比地球与月球的距离都小。葛健说，站在这个宜居带中的行星上会发现很魔幻的风物，天上恒久会有6个在不同位置的玫瑰色的月亮，有的是圆月，有的是弦月，有的是半月，嗅觉这里是情侣在情东谈主节时度假的好地点。

　　然则科学家并不合计这些小行星上会有人命。葛健先容说，小质料红矮星周围的宜居行星濒临的挑战之一是存在潮汐锁定征象，也便是行星的一个半球恒久对着恒星，额外炽热，另一个半球则额外清凉，被冰层障翳，不利于人命的变成和演化。何况红矮星名义的耀动怒焰要比处于中后生期间的太阳的耀动怒焰蛮横100—1000倍，灼热的火焰会无数次地掠过这些小行星，就算有人命也多半被松手在萌芽中。

“第二个地球”的搜寻策动

　　经由多年探索，科学家们对“第二个地球”达成了以下共鸣：行星的半径上限不可越过1.25个地球半径，下限是不可小于0.8个地球半径。

　　葛健团队启动寻找系外宜居行星始于 2010年，那时一位佛罗里达大学的学友主动捐赠了一笔科研经费，资助团队研制下一代具有超高视向速率测量精度的高色散光学光谱仪，用以寻找太阳系邻近的类太阳恒星周围的“第二个地球”。一启动葛健团队使用田纳西州立大学的直径2米的自动化千里镜来搜寻系新手星，然则使用这台千里镜不仅不雅测时候没法保证，何况千里镜的透光率也很低，影响测量精度。葛健团队但愿有专用的千里镜来作念系新手星搜寻，这位学友得知情况后又一次清脆捐赠，撑持葛健团队缔造全自动达摩巡天千里镜。

　　达摩巡天千里镜位于好意思国亚利桑那州的棱蒙山上，2015 年9月启动动工缔造，于2016年10月10日参加科学不雅测。葛健说，经由一年多的搜寻后，葛健团队于 2017年发现波江座 40A 周围有一颗行星。这颗系新手星距地球约16光年，母星是一颗同太阳相似的恒星，被编号为 HD 26965。这个行星的质料是地球的8.5倍，轨谈周期只须42天。葛健先容说，把柄各式不雅测数据，咱们判定它上头可能到处是火山，南北极可能有磁场和极光。

　　波江座 40A 在《星际迷航》电视剧中被联想为外星男主东谈主公斯波克的闾阎“瓦肯星”的母星，电视脚本中提到“瓦肯星” 离母星很近且质料大。因为炽热和多火山，瓦肯东谈主都住在岩穴中等等。莫得猜测的是，葛健团队发现的行星和脚本中形色的 “瓦肯星”如斯相似。这就意味着葛健团队在不测中居然找到了推行中的“瓦肯星”。这再一次意味着东谈主类科幻电影中的星球联想可能会在推行中出现。

　　2018 年，葛健受邀来中国科学院上海天文台开展“畴昔天文时间发展计谋”的调研和研究。他很快发现上海在空间科学卫星范围方面有很好的时间基础，于是在2019年依托上海天文台，和谐上海科学院轻飘卫星改变院、时间物理盘问所等国表里大学和盘问所的几十位科研东谈主员一皆提议了以“空间凌星时间”为探伤技能的“地球 2.0”即 ET 的科学卫星盘问策动，并于2020 年6月获取科学院空间先导款式的撑持。把柄策动，科学家们将在卫星上装置6台凌星千里镜和一台微引力透镜千里镜，并将500正常度的宽视场凌星千里镜瞄准开普勒策动不雅测过的天区，以及它的邻近天区，一语气不雅测4年，开展第二个地球的搜寻，同期将会把微引力透镜千里镜瞄准星河系中心区域，去搜寻冷地球和流浪地球。

　　把柄ET 的科学卫星盘问策动，团队开展了系新手星搜寻的模拟仿真。驱散标明，在策动实施的前四年，团队有望发现10多个和地球相似的行星候选者。葛健告诉在线的师生们，若是策动能实施八年时候，将有望找到40多个和地球雷同的行星，“咱们也期待在织女星座中的类太阳恒星周围发现相宜另楚寒巫后代居住的类地行星。”

梦想还在延续

　　当前，好意思国策动研制探伤系新手星的新期间千里镜，其中一种卫星探伤器的机械部分上天大开后就会变成花瓣体式，不错挡住辽远的恒星的光，从而不错更了了地获胜看到恒星周围的行星，科学家能获胜获取它们的光谱，测量行星大气和名义的构成。中国的空间站上也将缔造直径为2米的千里镜系统，也可开展巨行星的获胜成像不雅测。葛健说，畴昔咱们将会把行星“看”得愈加了了。

　　葛健向师生们展示了一张地球的朦胧图，那是畴昔但愿在30光年以外看到的地球神志，固然空泛，然则不错看到上头的蓝色海洋和绿色植被。“咱们但愿畴昔能够如斯领会地看了了辽远的‘第二个地球’。这是东谈主类的梦想！也许畴昔咱们确实能够找到地外人命，找到地外斯文，能够与其雷同和交流。同期咱们也但愿行使中国东谈主的明智、时间和念念想，去引颈畴昔中国的科学强国梦！”

　　终末，葛健传话上海理工大学的学子们：中国当前处于高速发展的改变期间，要勇于放飞我方的酷爱心和联想力，点亮念念想的火花，斗胆联想和冒险，接力探索和核实，金石可镂地去达成我方的梦想，成为中国的“马斯克”和“爱因斯坦”。秀逸的星空恭候中国东谈主的探索和发现。

着手：上海科技报 记者：吴苡婷

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