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科学家们认为每颗恒星周围都有一个“宜居带”
,在这个距离上,行星表面的温度对生命来说既不太热也不太冷。
与金发姑娘(Goldilocks)偏爱熊宝宝的粥(粥的温度“刚刚好”
)类似[2],此宜居带有时也被称为“金发姑娘地带”
。
在这种情况下,“宜居”
意味着某个地方可以维持任何类型的生命,即使只是简单的微生物,但这并不意味着该环境适合人类居住。
我们的生命活动需要水,所以宜居带通常等于这样一个与恒星的距离:在这个距离下,行星表面的温度可以使水以液态的形式存在。
行星大气的密度和组成会影响行星的表面温度,但表面温度的主要控制因素是来自行星对恒星的热量吸收情况。
据估计,太阳周围的宜居带为从距太阳大约0.95~1.5AU的区域。
这个估算结果表明,金星(0.72AU)位于宜居带内边缘之外,火星(1.52AU)位于宜居带外边缘的外侧。
自行星形成以来,太阳的热量输出可能略有增加,所以随着时间的推移,宜居带将向外推。
因此,火星虽然似乎不太适合生命居住,
但也不是没有希望。
由行星表面温度定义的宜居带一直被批评过于狭窄。
在某些情况下,尽管表面看起来不适宜居住,但行星内部产生的热量可能会为生命提供一个适合生存的生态环境。
即使在地球上,我们也知道存在着生活在0℃以下或100℃以上的“极端微生物”
。
因此,即使所有的生命都像地球上的生命那样,基于碳链分子并依赖水作为溶剂,太阳系中也有好几个地方可能会存在生命(尽管目前我们只知道地球上存在着生命),并且在银河系的其他地方也存在着至少数百万个适合居住的地方。
我将在本书的结尾再回到这个主题。
太空探索
望远镜是非常有用的,例如,我们可以用它来测量行星表面和大气层的温度及组成。
早在1781年,威廉·赫歇尔就用望远镜准确地识别了火星上的极地冰盖。
木星足够大,距离地球足够近,即使用相当普通的望远镜也能观测到它云层中的风暴。
但如果不是太空探索的出现,这本书会变得更加枯燥,会有更多内容是凭空推测。
半个世纪以来,地球上的太空探测器造访了太阳系的每一颗行星。
1959年,苏联探测器到达月球;1969年至1972年期间,有12名美国宇航员在月球表面行走;20世纪60年代,美国国家航天局(NASA)的无人驾驶号(Unmanned)和苏联的无人探测器飞向了金星和火星,并在70年代到达各自的预定轨道,实现了软着陆。
第一次飞向木星和土星的太空探索发生在20世纪70年代,而飞向其他巨行星的太空探索是在20世纪80年代。
自1990年以来,越来越多的轨道飞行器探索了类地行星,机器人漫游者在火星表面爬行,木星和土星的复杂轨道之旅也得以实现。
而未来几年太空探索的亮点则包括:从火星、小行星和彗星上收集样本并返回地球,以及人类在月球上的重现。
美国和俄罗斯不再是仅有的太空强国。
欧洲航天局(EuropeanSpacy,ESA)已经有单独前往火星和金星的探测器,也有与美国宇航局联合前往土星的探测器,不久还将有与日本合作一起前往水星的探测器。
日本已经向月球和小行星发射了探测器,中国和印度也都有探测器到达过月球。
从科学上讲,各国间已经有了很多合作,大多数探测器携带的仪器都是由多个国家提供的,但不可否认的是,除了长期战略和商业利益的考量,
在太空探索领域中,国家自豪感也处在紧要位置。
[1] 原文为75年,现代常用的轨道周期为~796年。
[2] 这是一首英国童谣。
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