一天的時間,很快就過去了,地球人的飛船,到了倫納德文明。倫納德星,倫納德行星,按照地球人的概念,應該是西外行星。
太陽系外行星(簡稱系外行星;英語:extrasolar planet或exoplanet)泛指在太陽系以外的行星。歷史上天文學家一般相信在太陽系以外存在着其它行星,然而它們的普遍程度和性質則是一個謎。直至1990年代人類才首次確認系外行星的存在,而自2002年起每年都有超過20個新發現的系外行星。現時估計不少於10%類似太陽的恆星都有其行星。
隨着系外行星的發現便令人引伸到它們當中是否存在外星生命的問題。雖然已知的系外行星均附屬不同的行星系統,但亦有一些報告顯示可能存在一些不圍繞任何星體公轉,卻具有行星質量的物體(行星質量體)。因爲國際天文聯會並未對這類天體是否屬於行星有所定義,而至今亦未證實這類天體存在。
如何尋找系外行星呢?
首先是天體測量學,主要通過精密追蹤一顆恆星在天空中運行軌跡的變化,來確定受其引力拖曳的行星所在。這與徑向速度法的原理很類似,只不過天體測量學並不涉及恆星光芒中的多普勒頻移。
天體測量學可不是從1992年纔開始爲人所用的。它其實是搜尋系外行星最古老,並且起初也是最常用的方法——早期都是以肉眼和手寫來記錄的。但在近幾十年歷史中,科學家們在應用該方法發現行星的過程中取得的成果寥寥,且常富於爭議。2010年10月發現的HD 176051b,是目前唯一一顆已經確認的、藉由天體測量方法發現的系外行星。
不過,即將於2013年10月發射升空的歐洲空間局(ESO)“蓋亞”項目(Gaia,即第二個天體測量衛星),或許可以令這種古老的方式告別自己寒酸的過往。該衛星將在5年任務期間將測繪銀河系之內以及附近區域的10億顆恆星,確定它們的亮度、光譜特徵以及三維位置和運動情況。除此之外,三維星圖還將幫助人們揭開銀河系組分、起源與演化的秘密。
而據研究人員估計,“新”的天體測量學有望幫助他們找到數萬顆新的系外行星。
其次是利用狹義相對論。這是人類宇宙探索“技術庫”裡增添的一個新手段。作爲新的研究方法,它指導天文學家們去關注恆星的亮度因行星運動而發生的變化——後者的引力作用引發相對論效應,導致組成光的光子以能量的形式“堆積”,並集中於恆星運動的方向。
其實,運用該方法來尋找行星,在理論上提出已逾10年。但直到最近,開普勒-76b(Kepler-76b)行星的發現,纔算正式應用了這種方法。開普勒-76b是距離地球2000光年外天鵝座一顆質量大約是木星兩倍的太陽系外行星,作爲第一顆應用愛因斯坦的狹義相對論發現的系外行星,它得到一個別名:“愛因斯坦的行星”,這也使它變得聲名遠揚。
這一成果的真實性,隨後已被徑向速度法所證實。與其他已有的行星定位方法相比,“狹義相對論”法既有着自己的優勢也存在一些不足,但它讓人們相信,隨着科學家對這一理論掌握得日臻成熟,會有更多此類發現不斷出現。
第三,脈衝星計時法。這種方法特別適用於發現圍繞脈衝星運動的行星。所謂脈衝星,是由恆星衰亡後的殘餘形成的密度極高的星體。它在高速自轉的同時,會發射出強烈脈衝——且由於一顆脈衝星的自轉本質上是非常穩定的,所以這種輻射因爲自轉而非常規律。
脈衝星計時法最初並不是設計來檢測行星的,但是因爲它的靈敏度很高,所以能比其他方法能檢測到更小的行星——但即使是最下限也要相當於地球質量的10倍。於是,人們開始藉由在脈衝的電波輻射上觀察到的時間異常,嘗試追蹤脈衝星的運動。換句話說,脈衝星具有的奇特秉性,讓科學家們可以通過尋找脈衝星本應規律脈衝中的不規律現象,來發現行星的蹤跡。
而在1992年,脈衝星計時法就幫助人類建立了一個里程碑——亞歷山大·沃爾茲森和戴爾·弗雷使用這種方法發現了環繞着PSR 1257+12的行星。隨後他們的發現很快就獲得證實,現普遍認爲,這就是人類在太陽系之外第一次確認發現的行星。
直接成像原則上就是觀察系外行星的最重要方式,但該方法要求行星的自身尺寸要足夠巨大,與母恆星的距離還不能近到被其光芒所掩蓋。這實際上也是對技術的巨大挑戰,實現非常不易。日本國立天文臺研究小組曾指出,所有人類迄今已在太陽系外至少確認的行星中,能直接確認其形態的還不到10顆,其中更多數都是推測出來的。
因而,也只有足夠強大的望遠鏡裝配的日冕儀,才能在觀測中有效屏蔽掉附近恆星母星的耀眼光芒,從而保證“主角”形象的清晰。目前,掌握直接成像法的幾位著名“攝影師”有:美國國家航空航天局的哈勃望遠鏡、夏威夷的凱克天文臺以及歐洲南方天文臺位於智利等幾個地區的望遠鏡陣列。
這麼多認識,都認爲沒有外星文明。是因爲,他們沒有像本文的主人公一樣,有機會能走出地球看看。其實,地外文明很多的。儘管一顆行星有文明的概率很低,但是恆星的數量太多了。
銀河內,肯定是有無數文明的,互相之間建立不了聯繫,是因爲概率低,距離太遙遠了,文明基本上過了頭腦發熱期,就開始順其自然,不在專門尋找了。