搜尋太陽系外另一個地球2004/09/10
九大行星已修正為八大行星,請參閱:被矮化的冥王星

我們太陽系九大行星中,距離太陽一億五千萬公里的第三行星-地球,具有一由人類所創造的科技文明,該文明在35年前,發展到能將人類送達三十八萬公里外的月球表面並安返地球。至於其第四行星-火星,根據多艘太空船近距離偵測的結果,火星表面「幾乎」確定有水存在,許多天文學家更認為,火星在數十億年前,是個表面有大量水流動的行星,而在當時,火星很可能存有生物。整個太陽系中,除了地球與火星外,其它行星由於受到環境的限制,都不適合類似地球型生命的生存,如此想要搜尋類似地球環境的行星,只有走出太陽系,到銀河系中才有機會了。

在直徑約十萬光年,包括我們太陽在內,大約有二千億個恆星所存在的銀河系中,科學家相信至少有數以百億計的行星。1996年天文學家發現在距離地球大約四十四光年的仙女座υ星附近,有三顆大行星圍繞其運行,其中最靠近該恆星的行星,質量至少是木星的四分之三,在太陽系中,木星的質量為地球的三百一十八倍,那麼這顆行星其質量約為地球的二百三十八倍,可說是非常地巨大,但是這顆行星距離該恆星非常之近,以至每隔僅4.6天即公轉該恆星一周,也就是所謂過了一年。另外兩個行星則是更為巨大,夾在中間的質量為木星的兩倍,與恆星間的距離相當於金星與太陽間的距離,約為一億多公里,每隔242天公轉其恆星一周,此與金星公轉太陽的周期243天僅相差一天,最外面的一顆行星則更有份量,其質量竟然為木星的四倍,或者說為地球質量的一千兩百七十二倍,該行星與恆星間的距離為地球距太陽的兩倍多,因此需要三年半到四年才公轉該恆星一周。

這些極其壯觀的行星,有無具有類似地球的環境?上面可能有生物存在嗎?天文學家的答案是否定的,因為這些巨型的行星,就像太陽系內所謂的「類木行星」一樣,都可說是由氣體所構成的行星,上面不可能有地殼,天文學家感興趣的,是一些體積較小,像我們地球一樣,直徑僅有一萬多公里,由岩石所構成,表面具有地殼所謂的「類地行星」,然而直徑小就表示需要超大口徑的天文望遠鏡才能觀測到。

即使是目前所發現比木星大兩倍、甚至四倍的行星,也不是透過高倍天文望遠鏡,我們能親眼所目視到的,而僅僅是觀察並計算該行星所圍繞運行的恆星,受到該行星重力影響所造成的擺動,也就是說,天文學家觀察某顆恆星本身有規律性的擺動,就可計算出恆星所承受附近行星的重力牽引,再依此推算環繞該恆星運行的行星其最低質量、軌道特性、以及公轉一周所需的時間,雖然如此,我們並未確實看到該行星。

目前天文學家已在太陽系外,找到不少新的行星,有些發現頗讓天文學家感到振奮。例如在2001年的8月,天文學家在大熊座的47號星,發現了一個類似我們太陽系的恆星系,在此恆星周圍有兩個行星,一個約有木星的2.5倍大,另一個則為木星的四分之三大,它們以正圓的軌道,圍繞著該恆星運行。如果以地球所在的太陽系相較,這兩個行星距離太陽比火星遠,比木星近,天文學家感興趣的是:在這兩個行星至恆星之間廣大的區域,並沒有任何大的氣體行星,以致看上去空空如也,但實際上裡面可能隱藏著類似地球、上面可能有水的行星,但因體積小,所以目前我們的天文儀器尚無法偵測到。

今年2004年的8月31日,美國的兩個天文團隊,分別在巨蟹座和獅子座,發現兩個新的行星,而在五天前,瑞士的天文學家也發現一顆新的行星。值得注意的是,這三個新的行星,可說是到目前為止「最接近地球大小的行星」。美國所發現的行星,其質量如同海王星,為地球的十七倍,是至今所發現最小的行星,但是瑞士的天文學家們則說,他們所發現的行星,其質量如天王星,僅為地球的十四倍,也就是更小。由於行星愈小愈可能像地球,主要由岩石所構成,甚至這三個新發現的行星中,有一個行星表面具有溫暖的區域,或許可支持生命有機體,這是生命演化的基礎,雖然歐美天文學家還在爭辯誰發現的新行星體積最小,但他們一致認為,在太陽系外,尋找可支持生命存在的行星,可說已進入重要的新領域。

人類自從1995年以來,在太陽系外至少發現了一百二十七個新的行星,它們都是體積較大,類似我們木星而為氣體所構成的行星,天文學家感興趣的是大小和組成類似我們地球的行星。

依照目前天文學家根據觀測所得之資料,我們太陽系附近的恆星中,至少有百分之十二周圍具有木星大小的行星,另外有百分之三則有地球大小的行星繞其運行。未來天文學家觀測的重點,是藉著口徑更大,效率更高的天文儀器,搜尋類似我們太陽系的恆星系,並且發現一個和地球環境接近的行星。天文學家認為,在十年之內就可望發現上面可能有海洋、生命,甚至有文明存在的太陽系外另外一個地球,那絕對是人類歷史上最重大的進展與突破。