天文太空

探尋系外衛星上的生命

如果我們能找到那些繞行著系外行星的固態衛星,並且衛星上保有液態水與大氣,將可能提高我們發現外星生命的機會。

撰文/畢林茲(Lee Billings)
翻譯/李沃龍

天文太空

探尋系外衛星上的生命

如果我們能找到那些繞行著系外行星的固態衛星,並且衛星上保有液態水與大氣,將可能提高我們發現外星生命的機會。

撰文/畢林茲(Lee Billings)
翻譯/李沃龍

重點提要
■天文學家正在搜尋繞行遙遠系外行星的固態衛星,所幸大自然能創造出多種大小的衛星。
■這種系外衛星若大到足以緊抓住大氣的話,將會大幅增加發現外星生命與智慧生物的機會。
■這些衛星應能從觀測數據裡發掘出來,但必須具備強大的資訊處理能力,才能搜尋出透露它們蹤跡的微弱訊號。

我們現在知道有超過1000顆行星正繞行著太陽以外的恆星,整個銀河系極可能有數千萬個這樣的系統。許多已知的「系外行星」(exoplanet)是類似木星或海王星般的巨大氣態世界,並不適合生命生存。但就像我們太陽系裡的那些氣態巨行星一樣,遙遠的系外行星旁也可能有很大的衛星。果真如此,宇宙中最可能孕育生命的天體可能是衛星,而非行星。

探尋系外衛星(系外行星的衛星)的研究前沿,藏身在美國哈佛史密森尼天文物理中心地下室裡的一個陰暗房間,鐵網內井然有序地擺放著多台電腦。英國天文學家季平(David Kipping)在嘎嘎作響的風扇噪音中拉大他的嗓門說,這裡幾乎所有的計算能力都用來分析克卜勒-22b,這顆系外行星繞著一顆距離地球約600光年的類太陽恆星運行。這顆遙遠行星的名字來自於第一具偵測到它的望遠鏡──克卜勒太空望遠鏡,美國航太總署(NASA)用這具望遠鏡來搜尋系外行星。季平希望在詳細檢視顯現克卜勒-22b蹤跡的數據後,或許能告訴我們任何關於系外衛星的微弱訊息。季平稱他的計畫為「追尋克卜勒的系外衛星」(Hunt for Exomoons with Kepler, HEK)。

季平的計畫是目前最先進的系外衛星探索計畫,他指出,就算是你想像的到的最大系外衛星,都只能在數據裡留下極微弱的訊號,因此強大的計算能力是絕對必要的。再者,他只在一些揀選過的目標周遭進行密集搜尋,如果他快速搜索大量數據,便能找到眾多可能是衛星的天體,但他說:「我不確定那些結果值得相信。我們的目標是找到良好、清楚且可靠的訊號,並能讓所有人信服。」

他的小心、謹慎是有原因的。不僅因為這項工作極為困難,更由於這項發現寓意深遠,任何關於系外衛星的發現定然引起爭議。季平解釋,克卜勒-22b位於那顆恆星的適居帶內,該區域可能有液態水存在。那顆行星體型碩大,看來像是一顆不適合生命生存且被氣體緊密包覆的球體,而非地球般具有岩石陸塊的世界。然而,如果克卜勒-22b旁有一顆質量較大的衛星,那顆衛星或許會是一塊生命的樂土,並且會是未來天文學搜尋外星生命與智慧生物的可能目標。

他說:「如果衛星適合讓生命生存,則外星生命存在的機會將遠比任何人先前所想的大上許多。」

多樣化的衛星

長久以來,許多天文學家(以及科幻小說家)均把其他行星系統比擬成我們太陽系,在巨大的酷寒行星旁繞行著許多冰凍的衛星,類似於我們在木星與土星周遭所見到的景象。1990年代,我們發現第一顆系外行星後,對行星系統有了新的認知。探索系外衛星的科學家發現,在行星系統外圍較少光亮照射之處形成的氣態巨行星,不知何故繞行在離恆星較近且較熱的軌道上,有些甚至還佔據了恆星的適居帶。這樣的位置勢必引發一個問題:在那些溫暖的巨行星旁,是否可能有像地球般由岩石組成、具有防護的大氣與海洋的衛星呢?