http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=featurearticles&id=2366 探尋系外衛星上的生命 如果我們能找到那些繞行著系外行星的固態衛星，並且衛星上保有液態水與大氣，將 可能提高我們發現外星生命的機會。 ■天文學家正在搜尋繞行遙遠系外行星的固態衛星，所幸大自然能創造出多種大小的 衛星。 ■這種系外衛星若大到足以緊抓住大氣的話，將會大幅增加發現外星生命與智慧生物 的機會。 ■這些衛星應能從觀測數據裡發掘出來，但必須具備強大的資訊處理能力，才能搜尋 出透露它們蹤跡的微弱訊號。 我們現在知道有超過1000顆行星正繞行著太陽以外的恆星，整個銀河系極可能有數千萬個 這樣的系統。許多已知的「系外行星」（exoplanet）是類似木星或海王星般的巨大氣態 世界，並不適合生命生存。但就像我們太陽系裡的那些氣態巨行星一樣，遙遠的系外行星 旁也可能有很大的衛星。果真如此，宇宙中最可能孕育生命的天體可能是衛星，而非行星 探尋系外衛星（系外行星的衛星）的研究前沿，藏身在美國哈佛史密森尼天文物理中心地 下室裡的一個陰暗房間，鐵網內井然有序地擺放著多台電腦。英國天文學家季平（David Kipping）在嘎嘎作響的風扇噪音中拉大他的嗓門說，這裡幾乎所有的計算能力都用來分析 克卜勒-22b，這顆系外行星繞著一顆距離地球約600光年的類太陽恆星運行。這顆遙遠行星 的名字來自於第一具偵測到它的望遠鏡──克卜勒太空望遠鏡，美國航太總署（NASA）用 這具望遠鏡來搜尋系外行星。季平希望在詳細檢視顯現克卜勒-22b蹤跡的數據後，或許能 告訴我們任何關於系外衛星的微弱訊息。季平稱他的計畫為「追尋克卜勒的系外衛星」 （Hunt for Exomoons with Kepler, HEK）。 季平的計畫是目前最先進的系外衛星探索計畫，他指出，就算是你想像的到的最大系外衛 星，都只能在數據裡留下極微弱的訊號，因此強大的計算能力是絕對必要的。再者，他只 在一些揀選過的目標周遭進行密集搜尋，如果他快速搜索大量數據，便能找到眾多可能是 衛星的天體，但他說：「我不確定那些結果值得相信。我們的目標是找到良好、清楚且可 靠的訊號，並能讓所有人信服。」 他的小心、謹慎是有原因的。不僅因為這項工作極為困難，更由於這項發現寓意深遠，任 何關於系外衛星的發現定然引起爭議。季平解釋，克卜勒-22b位於那顆恆星的適居帶內， 該區域可能有液態水存在。那顆行星體型碩大，看來像是一顆不適合生命生存且被氣體緊 密包覆的球體，而非地球般具有岩石陸塊的世界。然而，如果克卜勒-22b旁有一顆質量較 大的衛星，那顆衛星或許會是一塊生命的樂土，並且會是未來天文學搜尋外星生命與智慧 生物的可能目標。他說：「如果衛星適合讓生命生存，則外星生命存在的機會將遠比任何 人先前所想的大上許多。」 多樣化的衛星 長久以來，許多天文學家（以及科幻小說家）均把其他行星系統比擬成我們太陽系，在 巨大的酷寒行星旁繞行著許多冰凍的衛星，類似於我們在木星與土星周遭所見到的景象。 1990年代，我們發現第一顆系外行星後，對行星系統有了新的認知。探索系外衛星的科 學家發現，在行星系統外圍較少光亮照射之處形成的氣態巨行星，不知何故繞行在離恆 星較近且較熱的軌道上，有些甚至還佔據了恆星的適居帶。這樣的位置勢必引發一個問 題：在那些溫暖的巨行星旁，是否可能有像地球般由岩石組成、具有防護的大氣與海洋 的衛星呢？ 美國賓州州立大學的三位研究人員威廉斯（Darren Williams）、卡斯汀（Jim Kasting） 與韋德（Richard Wade）率先詳細研究了具有像地球般環境的系外衛星之可能性。他們的 研究成果刊載於1997年的《自然》，其中估算了若適居帶內的衛星要保有大量的大氣與液 態水，其質量應為多少。威廉斯說：「我們發現，質量小於火星（約為地球的1/10）的衛 星無法保有大氣長達數百萬年之久。」低於此門檻的衛星無法產生足夠的重力來維持大量 的大氣。在質量這麼小的衛星上，恆星發出的輻射將會蒸散其大氣。 問題在於，像類地行星大小的衛星似乎並不容易形成。天文學家認為，大部份衛星的形成 方式基本上與行星相同，即在由氣體、冰與塵埃構成的圓盤裡慢慢凝聚而成。大多數電腦 模擬這種逐漸累積而成的衛星形成方式，難以製造出比我們太陽系裡最大衛星（木衛三） 還大的天體。根據1997年的研究，這種衛星的質量必須增加4~5倍，才有辦法保有一層永 久的大氣。 【欲閱讀更豐富內容，請參閱科學人2014年第145期3月號】 --

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