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现实生活中对行星的搜索如何比“星球大战”宇宙更遥远

发布时间:2019/12/22 新闻 浏览次数:618

 
在过去的42年中,影迷们看到了一系列《星球大战》电影中充满异国情调的世界,而《星际大战:第IX集,天行者的崛起》正将这个系列推向高潮。但是这些系外行星真的是所有那些异国情调了吗?
当然,我们已经在卢克·天行者的家乡星球塔图因的沙滩上看到了两个太阳。我们去过一个冰行星(Hoth)和一个熔岩行星(Mustafar)。我们甚至花了一些时间在一个围绕天然气巨人(Endor)的可居住的外星人中。
早在1977年,我们大多数人可能都认为那些类型的世界是奇幻的。如今,在研究太阳系以外成千上万个行星时,它们已被视为完全合理的范畴。华盛顿大学的天文学家罗里·巴恩斯(Rory Barnes)专注于天体生物学和系外行星的可居住性,他怀疑《星球大战》的创造者乔治·卢卡斯(George Lucas)知道这可能发生。
巴恩斯(Barnes)指出了一本书,名为《人类的可居住星球》,该书于1964年为兰德公司(Rand Corp.)编写(可在网上免费获得)。
巴恩斯对我说:“里面有一些关于外行星的东西,比如塔图因,还有外显子。” “乔治·卢卡斯(George Lucas)开始写《星球大战》只有七八年了……所以我怀疑他至少知道这一点。”
甚至卢卡斯(Lucas)错过了现在被认为是现实生活中最大的行星类别(使红矮星绕轨道飞行的行星)的事实,也可以证明巴恩斯(Barnes)的情况。
1964年的书不赞成这样的想法,即红矮星由于其轨道上的潮汐锁定效应而易于居住。如今,行星科学家正在逐渐适应宜居的红矮星行星的构想,但在《星球大战》经典中唯一明确提及此类世界的东西是在中央九部电影《天行者》系列的分支中。
迪斯尼的制片人,作家和导演将他们在《天行者》之后的《星球大战》电影放在一起时,也许他们应该在剧情中使用一些红矮星行星。
为了回顾一下《星球大战》的四十年行星科学,本周早些时候,我和巴恩斯参加了《天行者的崛起》的预映,然后在附近的咖啡馆坐下来进行问答。在下面的记录中,为了简洁明了起见,您不会在其中找到任何剧透剧透。但是,如果您不愿意阅读任何有关电影的内容,请在这里停下来,等一下从剧院回来时再回来看看。
GeekWire:有趣的是,在“天行者的崛起”中看到了大多数行星的地球状态。有些沙漠更多,有些又寒冷又冰冷,有些海洋很大。但您可以在没有宇航服的情况下走动所有这些人。人们是否知道某个星球上有沙漠还是海洋?
罗里·巴恩斯(Rory Barnes):是的,在我们的太阳系中。当然不会超出我们的太阳系。
问:您能获得的最远距离是分析系外行星的大气层。
是的。到目前为止,这甚至仅适用于巨型行星。人们开始钻研一些海王星大小的行星,但是它们必须非常靠近恒星。深入到我们能够生存的地球世界,这还有很长的路要走。
第一个机会将是詹姆斯·韦伯太空望远镜(目前定于2021年发射)。詹姆斯·韦伯太空望远镜的关键在于,这将是人类有史以来建造的第一台能够探测被动生命的望远镜,这意味着生命不会向我们广播电视信号。不是智能生活,而是微生物生活。
有了大约五年或更长时间的数据,它也许可以告诉我们有关地球行星的一些信息。它们必须围绕着银河系中质量最低的恒星,大约是我们太阳质量的10%。然后也许我们可以看到一个星球,也许可以嗅出大气层。
问:韦伯将如何嗅出生命迹象?
答:这可以通过传输透射光谱学来实现。当一颗行星穿过地球和一颗遥远恒星的盘之间时,来自该恒星的某些光会在穿过地球的途中被系外行星的大气过滤掉。然后,我们可以看到大气层中的化学指纹,这些指纹嵌入了该恒星光谱中。
问:我知道有人在讨论生命的化学指纹。不只是寻找氧气的情况,对吗?
答:是的,这是几年前我小组进行的一些研究。 …事实证明,有一种自然的方法可以积累大量的氧气,以至于您无法摆脱所有氧气。这很重要,因为到那时为止,许多人认为找到氧气将是生命的吸烟枪。
您找不到一件特别的东西。现在我们所了解的是,您需要寻找事物的组合。这实际上与行星在运行的恒星类型,行星的大小,系统其余部分的形状有关,然后在大气中寻找一组分子,而不仅仅是单个分子。
您确实需要查看大气中的多种元素或分子,在这里您可以说:“好,这必须来自生命。”没有任何地质或纯粹的大气过程都可以构成大气。剩下的唯一答案就是生活。
问:喜欢甲烷加氧气吗?
答:这是一个经典的例子。这是卡尔·萨根(Carl Sagan)提出的一件事,即地球上生物的生物特征是氧气和甲烷的同时存在-因为氧气和甲烷彼此讨厌,它们试图彼此分解并重新分解成水,氧气和二氧化碳。没有非生物过程可以建立您所看到的化学平衡。生活必须成为使他们处于平衡状态的因素。
问:关于《星球大战》电影,有趣的事情之一是,您在驾驶舱或酒吧里聚集了所有这些不同的物种和文化,他们都可以呼吸相同的空气并相互了解。一方面,那只是好莱坞。但在另一个层面上,您可以挥手说所有这些相似的物种相互吸引。
答:您可以提出一个论点,即也许所有生命都必须具有相同的生物化学。因此,我们所有人都有相同类型的氨基酸,而且我们只能生活在狭窄的行星类型中。因此,也许我们所有人都拥有相同类型的大气,相同的地心引力,并且我们拥有相同的生物化学,因此我们所有人都可以吃相同的食物和喝相同的水。我们所拥有的数据是允许的。
问:您对天文学家能够找到适合生活的环境的类地行星有多大信心?
答:我想这是时间问题,对吧?我相信这些行星就在那里。我只是认为这不可能一次完成。但是问题是,它们有多普遍?这对像星际彗星[2I / Borisov,目前正在通过我们的太阳系]之类的物体的重要性起到了重要作用。
如果我们开始看到所有这些与我们的太阳系组成相同的彗星,那就开始告诉我们,也许行星的组成并没有很大的差异。 ……这开始暗示也许这些行星中的大多数将在组成上是相似的。
问:从天体生物学的角度研究星际彗星是否有价值?
答:在天体生物学的背景下研究所有东西总是有优势的。 ……我经常告诉人们,我们需要提出类似《坏地球科学杂志》这样的东西,地球科学家说:“这会很酷吗?但是,哦,不,我们的星球需要钙的含量要多20倍才能起作用。”好吧,写下来,交给系外行星科学家。这样,我们可以为您提供深刻的见识,也许这将有助于我们解释观察结果。到目前为止,还没有人接受我的建议。但是,嘿,也许有一天会发生。
问:好吧,这使我们回到了《星球大战》,在这里您可以将Wookiees和Ewoks等所有这些不同的物种与人类一起工作。最好有不同的科学家“物种”在地球上共同解决重大问题。
答:是的。这就是为什么要大力推动科学多样性,对吗?我的意思是,大多数科学家科学家都像我一样,而且视野有限。您希望将各种想法和观点融合在一起,以解决我们遇到的真正困难的问题。这就是为什么要大力吸引更多女性和有色人种-希望更快地找到答案。