加州大学伯克利分校揭秘：地球未来的新视角
加州大学伯克利分校揭秘：地球未来的新视角
最近，加州大学伯克利分校的天文学家们发现了一颗围绕白矮星运行的类地行星，这一发现不仅揭示了遥远星系的奥秘，也为我们理解地球未来的命运提供了新的视角。
这颗行星位于大约4000光年外的银河系，围绕一颗质量约为太阳一半的白矮星运行，距离大约是地球与太阳距离的两倍。这一发现挑战了传统模型，表明在极端条件下，行星仍有可能存活。
白矮星是恒星演化的一个阶段，通常是当一颗像太阳这样的恒星耗尽其核燃料后，外层物质被抛弃，留下一个炽热的核心。随着时间的推移，这个核心逐渐冷却，最终成为一颗白矮星。
根据科学家的研究，太阳在未来约50亿年后将经历红巨星阶段，届时它将膨胀并可能吞噬水星和金星，甚至可能迫使地球迁移到更远的轨道。如果地球能够幸存于这一阶段，它可能会在白矮星周围形成一个新的轨道，尽管环境将变得极其恶劣，可能早于这一转变就不再适合生命。
这一发现引发了对行星在其宿主星红巨星阶段生存条件的深入思考。研究表明，尽管许多行星在宿主星的红巨星阶段可能会被吞噬，但也有可能在特定条件下幸存下来。新发现的类地行星的存在挑战了之前的模型，这些模型预测地球在太阳的红巨星阶段将会被摧毁。
此外，随着太阳的演化，太阳系的可居住区将向外移动，这可能使得木星和土星的卫星，如欧罗巴和甘尼美德，变得更加适合生命。这为人类未来的生存提供了新的可能性，尤其是在地球环境逐渐恶化的情况下。
美国航空航天局（NASA）研制的木卫二探测器欧罗巴快船（Europa Clipper）在肯尼迪宇航中心发射升空。这是NASA研制的第一颗专门用于研究地外生命的太空探测器，预计将于2030年4月11日进入木星轨道，对木卫二进行为期4年的近距离考察，看看这颗木星的第四大卫星是否具备生命诞生的基本条件。
木卫二是一颗古老的岩石星球，体积比月球还小那么一点点，其内部的岩浆应该早就冷却了。它的公转轨道要比月球绕地球转的轨道扁得多，它所受到的潮汐力也要比月球大得多。如此巨大的潮汐力会把木卫二内部的岩石不断地拉扯和挤压，由此产生的热量就是木卫二内部能量的来源。
木卫二内部结构（图源wikipedia）
就在天文学家们忙着分析从先驱者号传回来的数据时，地质学家们在西北太平洋的下面发现了一个海底热液喷口（hydrothermal vent），黑色的烟囱状喷口附近生活着各式各样的生命。这个惊人的发现让生物学家们意识到生命完全不需要阳光的滋养，仅凭海底热液喷出的化学物质就能生存。
2000年，科学家们又在大西洋海底发现了另一种类型的海底热液喷口，喷出的不是高达400℃的酸性热液，而是不到100℃的碱性温热海水。溶解在这种海水中的无机盐会在遇到冰冷海水之后析出，形成白色的石柱，俗称白烟囱。白烟囱周围的生物多样性虽然不如黑烟囱，但这种温和的条件恰好最适合从无到有地孕育生命。
白烟囱的发现彻底改变了生命起源研究的范式，从此科学家们便把注意力从达尔文预言的那个沐浴在阳光中的“温暖的小池塘”转移到了漆黑一片的海底。如今这个白烟囱理论已经成为生命起源的主流理论，大家相信只要有液态海洋和岩石，再加上一点点能量，理论上就可以诞生出生命。
木卫二三者兼备，被公认为是太阳系里除了地球之外最有可能诞生生命的星球。而欧罗巴快船将是第一艘专门用来研究它的宇宙飞船，难怪NASA的科学家们对它寄予厚望，称这次发射揭开了地外生命探索的新篇章。
说到地外生命探索，普通人首先想到的一定是外星人发来的无线电信号。但其实生命从最简单的单细胞形态进化成具备高等智慧的复杂形态需要漫长的过程，在地球上这个过程花费了将近40亿年的时间！考虑到目前的宇宙也只有138亿年的历史，所以外星人的出现概率是非常低的。
但是，有充足的证据显示银河系中存在大量的岩石星球，其中有液态水的星球数量肯定不小，所以生命的诞生很可能是银河系的一个普遍现象，只不过大部分这类星球上的液态水很可能存在于冰层的下方。
就拿太阳系来说，目前已经发现了好几个有可能存在冰下海洋的冰卫星。除了木卫二之外，木卫三、木卫四、土卫二、土卫六和海卫一都有可能。
为了近距离研究木星及其卫星，NASA于1989年发射了一颗木星探测器伽利略号（Galileo），并于1995年进入木星轨道，成为第一个围绕行星公转的宇宙飞船。可惜伽利略号设计有误，主天线没有能够顺利打开，只能用副天线和地球联系，这让它传回来的数据精确度不高。即便如此，它还是传回了大量有用的数据，让科学家们对木卫二有了更清晰的认识。
比如，伽利略号测量了木卫二的磁场，发现它的确自带一个特殊的磁场，而且这个磁场最有可能是它内部的某个具有导电性的东西和木星磁场相互激发所产生的。除此之外，伽利略号携带的近红外测绘光谱仪（NIMS）分析了木卫二表面冰层的化学成分，发现了硫酸盐和氯化钠的痕迹。这两个结果均指向了一个令人惊喜的事实，那就是木卫二内部的海洋很可能像地球海洋一样是咸的，其中充满了生命所需的各种微量元素。
木卫二背向行进方向的半球，由伽利略号拍摄于1996年9月7日。（图源wikipedia）
再比如，NASA动用了3处地面基站所组成的深空网络（DSN）精确追踪了伽利略的飞行轨迹和飞行速度，计算出了木卫二的转动惯量（moment of inertia），得知它的核心是一个600公里半径的铁核，中间是岩石层，最外侧是一个厚达80170公里的水层，由此计算出木卫二海洋的储水量是地球海洋的两倍多。木卫二的冰层厚度比较难以计算，目前的猜测大约是在1525公里之间。
如此厚的冰层增加了探索冰下海洋的难度，但2005年NASA制造的土星探测器卡西尼号（Cassini）号拍到了土卫二上空存在羽流（plume）的证据。
这些研究不仅揭示了行星系统的复杂性，也为我们在宇宙中的位置提供了深刻的反思。通过对这些遥远行星的研究，我们或许能够更好地理解自身的命运，以及在宇宙中寻找新的栖息地的可能性。