1700266051
由于引入了这个术语，我遭受了很多谴责，但是这来自我作为天文学家的命名方式。我们将比巨星还大的恒星称为“超巨星”（super giant）；我们将比新星能量更大的恒星爆炸称为“超新星”（supernovae）。所以，使用超级地球这一名字是有意义的，如果你有一颗比地球还大的，但在其他方面与地球相似的行星，按照我们的命名方式，你就会称之为“超级地球”。
1700266052
1700266053
那么，它为什么有趣？如果你把自己限制在比金星和地球都大，但是没有比地球大太多的行星范围内，那么在作为一个整体的星系里只剩下数量很少的行星可供你选择，在我们所在的这个作为一个整体的太阳系里，符合你条件的行星数目也很小。但是，如果把超级地球算作可利用的编目的一部分，那么你会获得的数目就会增加两个量级。
1700266054
1700266055
塞思·劳埃德：更小的行星的浓度是多少？太阳系或恒星系统里拥有“亚地球”的行星（Sub-Earth planet）的数量有多少？
1700266056
1700266057
迪米特尔·萨塞洛夫：这是一个很难的问题，因为它们很难被观测到。我们有一些估算，大概会是地球的质量的一部分。我们并没有技术上的证明，那些小行星的质量少于一个地球的质量。顺便说一句，这种技术被称为微引力透镜（microlensing）。这个证据的一部分是统计学的，但那是在通常的情况下，也就是你观察到很多物体，然后你构建出统计上的情况。
1700266058
1700266059
另一方面，目前我们已经监测到了5个超级地球。尽管要监测到更小的行星有难度，但在你所观察的行星系统里，仍可以监测到数目不断递增的更小的行星。换句话说，随着你监测行星的质量越来越小，低于大约12～15个地球质量的行星数目确实在增长，尽管从统计偏差上来说，这个数目会更小。随着我们的技术不断改进，这种改进速度是以月为基础的，我们会发现越来越多的更小的行星。
1700266060
1700266061
微引力透镜对行星的整体质量范围很敏感，敏感度会到一个地球质量，但事实上比一个地球质量还要小一点。这种技术可以毫无偏见地扫描大量恒星，实际在这点上，它们已经监测到了更多的超级地球和更小的行星，比监测到的更大的行星数量还要多。目前我们已经很好地把统计数目计算出来了，因为我们经过12年的研究，已经观测到大量更大的行星，这就是说，如果你利用目前的统计数据，实际上就可以估算出更小的行星的数量。
1700266062
1700266063
还有第三条证据。作为理论家，我不能推演得太多，但是从理论上说，如果你建构出大行星，你也能建构出小行星，这并是什么特殊的理论偏见。你将在某种程度上创造出太阳系里这种质量差距，既有相当小的行星，又有大行星。所以，最后的问题是，那些超级地球是否对我们感兴趣的东西有什么好处？
1700266064
1700266065
克雷格·文特尔：在宇宙中，超级地球的数量有多少？
1700266066
1700266067
迪米特尔·萨塞洛夫：让我们以银河系为例，而不是以整个宇宙为例。银河系里大约有2 000亿～3 000亿颗恒星，其中90%的恒星存在的时间足够长，长到可以产生我们想象中那种复杂的化学物质，这需要5亿年或更长的时间。但是，其中有只有1/10的恒星拥有足够重的元素，可以在其周围形成行星；否则，行星要么不会形成，要么就会有显著的缺陷，我们对此有确凿的证据。那么问题就是，我们对超级地球的数量了解多少？基本上，我们所知的遗留下来的超级地球有100亿颗左右，根据我提供给你们的那些证据，你们可以说这个数目只是总量的10%～50%。
1700266068
1700266069
然后，你可以看看你们所处的行星系统在哪里。你们不想太靠近恒星，也不想离恒星太远，这遵从了莫罗维茨对温度范围的热力学估算。你们最终获得的底线就是，大约有1亿颗可以称得上宜居的行星，这是在它们的表面可以产生复杂化学物质的意义上说的，而银河系里就有1亿颗这样的行星。
1700266070
1700266071
克雷格·文特尔：现在总共有多少星系呢？
1700266072
1700266073
迪米特尔·萨塞洛夫：那是一个很大的数目，与恒星的数目差不多。我坚持对星系做这种估算是因为我对实验感兴趣；我是理论家，但是我也信任实验。那么到底有多少我们可以尽快研究的恒星环境呢？我希望能在我有生之年，在有足够详尽细节的条件下，我们可以帮助你们这些化学家和分子生物学家，对生命产生路径的实验进行限定。基本上，估计这个数量就是很多。因为如果在银河系里有1亿颗宜居的行星，而只有在我们的邻近区域，才在进行那些实验，那么在未来5年里，我们将可以至少从50～100颗行星上获得一些数据，这些数据将会很有意思，它们会告诉我们一些答案。
1700266074
1700266075
克雷格·文特尔：所以，你们的数据里排除了像木星的卫星木卫二这样的天体？
1700266076
1700266077
迪米特尔·萨塞洛夫：没有，完全没有。木卫二是一个寻找生命的好地方。但是木卫二有成功希望的原因就是木星。如果木卫二仅仅依靠自身，我们就不会认为这会成功。我在这想保守一点，但是我谈论我们将研究的100颗行星的另一个原因是，我想从太阳系之外去研究它们。然而问题是，你怎么在50光年之外的地方研究木卫二？这相当困难。但是你可以研究一颗比地球质量重5倍、规模大2倍的行星吗？当然可以，甚至比研究地球这样大的行星更容易。所以我总结出的一点就是，与地球相比较，超级地球也是可行的行星，这一事实对我们去做那些实验相当有利，因为去监测和研究一颗比地球大两倍的却依然可行的行星更加简单。你可以从中学到很多东西。
1700266078
1700266079
我认为研究这些行星有望成功，实际上甚至比地球更有望成功的一个原因是，它们拥有地球的基本特征，其他特征更加稳定。你们可能知道，在行星科学里有一个很大的问题，就是地球与金星的比较问题。为什么地球拥有一个不是特别热的大气层？对此我们只有一些理解，并没有完全理解。为什么地球有地质板块构造，而金星没有？对此我们也不理解，或者说，我们才刚刚开始去研究这一现象。但这些问题相对于超级地球来说，要容易回答得多。
1700266080
1700266081
事实证明，根据对地球上板块构造的研究，从理论上说，板块构造是一个过程，板块构造在一个更大的行星上更容易进行。实际上，现在如果你尽最大努力去研究理论的话，你会发现地球处于可以进行板块构造的行星的边缘上。你们中有些人也许知道，板块构造是一颗行星拥有生命的重要表现，从地表条件来看，因为它是一个很好的温度自动调节器，它能长期地、或多或少地保持气候的稳定，从而让你可以轻易在地幔中储备大量化学物质和气体。在这个意义上说，超级地球的条件和地球一样好，而且我会说，超级地球更好。它们有着更稳定和稳健的地表条件。所以它们和地球一样好，而且它们更容易研究。所以，至少就我们能够找到的发展方向而言，我们拥有一个相当光明的未来。
1700266082
1700266083
克雷格·文特尔：在超级地球里，引力扮演什么样的角色？
1700266084
1700266085
迪米特尔·萨塞洛夫：一个积极的角色。如果你关注地球的地幔和大气层之间流动交换的大量排气，你就会发现地球的引力接近于边际值。我们知道，火星就是一个例子，它在保存充分的大气层上处于边际值之下，因此创造出温度自动调节器，并且至少在10亿年内提供稳定的条件。实际上，拥有更多的引力会更好。
1700266086
1700266087
克雷格·文特尔：你是说引力增加了拥有一个大气层的可能性？
1700266088
1700266089
迪米特尔·萨塞洛夫：我的意思是引力增加了保存大气层的可能性。行星通常都拥有一个大气层，甚至连水星也有一个大气层。水星上有氮气穿透了地表，但是水星不能保存任何氮气，它就那么离开了（因为没有引力）。
1700266090
1700266091
罗伯特·夏皮罗：哪一颗超级地球是已知的离我们最近的？
1700266092
1700266093
迪米特尔·萨塞洛夫：实际上有两颗，格利泽581c（Gliese 581c）和格利泽581d（Gliese 581d），它们都是超级地球，离我们只有20光年。它们是以一位德国天文学家威廉·格利泽（Wilhelm Gliese）的名字命名的。“c”和“d”这两个字母代表“行星c”和“行星d”。还有“行星b”，它更大，海王星就是一颗行星b。30年前，格利泽制作了地球附近所有恒星的目录表。那时，人们对其中很多恒星都还很不清楚，因此它们只是在这个目录里被确定了而已，把那些恒星以制作目录表的人的名字和连续的数字来命名，这是很常见的做法。
1700266094
1700266095
有人会问，是否有可能发射一个孢子（这个想法被称为“生物外来论”），而这个孢子会撞击到20光年外的某种东西？答案是可以，从物理学的角度来看，这是可能的。我的一位同事说，在给定物理定律的前提下，如果某件事情是可能的，那么它就会在宇宙中发生，但这是他在物理学家的思维方式下做出的推断。让我这样来限定吧。生物外来论源于20世纪的现代含义，那时还有一种可能理论，认为宇宙也许比200亿年还要古老，或者说是永生的。那么，很可能发生的事情就是，复杂的化学物质就源于宇宙中的某个地方，并且传播开来。宇宙是一个稳健的系统，就像我们这个星球上的系统那样。实际上宇宙有大量时间去传播那些化学物质，即使是通过很长的距离，并且要面对高能天体物理的所有变化，它还是可以传播。但是，宇宙的年龄只有137亿年，你还要减去获得第一代恒星的7亿年。第一代恒星是由氢和氦构成的，没有碳、没有氧、没有金属。它们相当大，而且它们不能维持原行星盘（protoplanetary disk），更别说形成行星了。要过很长的时间，小恒星才能开始形成，其中的原行星盘有足够坚固的颗粒可以凝固下来形成行星。这只是理论上的思考，还存在很大的不确定性。但在某种程度上，现在我们好像可以获得它的证据，这出乎了我们意料。实际上，还是相当强的证据。
1700266096
1700266097
我们对行星和行星系统进行了大量的搜寻，搜索目标定为恒星，而且是年龄有点大、重元素比太阳要少的的恒星。你可以看到，对这种行星系的监测行为频率正在急剧下降。事实上，在10以下的重元素里，没人可以检测到一颗单一的行星，这有点奇怪，特别是因为有人做出了相当艰巨的探索。我的一位同事已经探索了8年，最后得到的结果是零。对于拥有正常金属物的恒星，也就是像太阳这样的恒星，它们的数量很多，已经有250个了。
1700266098
1700266099
这就意味着，你要到宇宙的那个历史阶段，才会有那样形态的恒星，就是像太阳这样的恒星，或者说金属物稍微少一点的恒星，需要很长时间，前一代的恒星才能通过核聚变合成那些元素。而且我们知道，过去5年的另一个成就就是你现在可以一直回到那个时间点，看到当一代恒星跨越到到另一代恒星时，重元素在增加。我认为，基本上你还剩下大约70亿年。所以，最早的复杂化学物质出现在一颗行星的地表上，是在70亿年前开始的。现在，在70亿年内，很难从那里带过来一些东西，特别是，如果你想把它从40亿年前带过来的话。
1700266100
[
上一页 ]
[ :1.700266051e+09 ]
[
下一页 ]