正文 第36章 搜尋地外生命(1 / 2)

遠離擾亂視線的城市燈火、炫目光輝和黃色煙霧,夏威夷島上海拔4205 米的冒納凱阿火山的頂峰直插雲霄。因為夏威夷島被溫度變化非常穩定的海洋所包圍,所以冒納凱阿火山的頂峰得以沐浴在清潔、平靜、幹燥的空氣中。對於天文學觀測來說這是一個十分理想的環境,至少有一打世界上最好的望遠鏡架設在這裏。

其中特別重要的是WM 凱克觀測台,它由兩台安裝了直徑達10 米的巨大反射鏡的天文望遠鏡組成,其中每台都有8 層樓高、300 噸重。這兩台分別於1993 年和1996 年安裝完成的凱克望遠鏡一直在幫助主要的行星搜尋者——加利福尼亞大學的保羅· 巴特勒和卡內基學會的傑弗裏· 馬西探測太陽係外行星。

在過去的5 年時間裏科學家總共發現了大約40 顆圍繞著遙遠的恒星旋轉的太陽係外行星,其中25 顆是巴特勒和馬西發現的。這些太陽係外行星中的大多數是像木星一樣被氣體包圍著的巨大行星,它們的運行軌道與其中心恒星的距離非常近,而且這些行星太大、太熱,就我們所知,任何生命形態都無法在這樣的行星上維持生存。但是2001 年3 月29 日,巴特勒和馬西報告說他們發現了兩顆體積比土星還小的行星——這是朝著發現像地球一樣適於居住的太陽係外行星邁出的重要一步。

因此,這兩位行星搜尋者不僅在天文學界享有很高的聲望,而且任何對於“地球是不是宇宙中唯一有生命存在的星球,或者宇宙中是否有其他的生存形式存在”這樣的問題感興趣的人都知道他們的鼎鼎大名。憑借自己豐富的想象力和不辭辛勞的工作,他們找到了一種方法來確定有可能產生生命的行星的位置,從而將上麵提到的這個問題從人們的推測變成了科學。他們的努力已經使人們對於地外生命存在的可能性產生了很強的信心,以至於一個全新的科學領域天體生物學——研究宇宙生命的科學迅速發展了起來。

目前,科學家還無法對太陽係外的行星進行直接搜尋。恒星發出的光芒使科學家不可能看到任何也許正在圍繞它們旋轉的天體。巴特勒和馬西發明了一種極具獨創性的方法:多普勒技術。這種方法的工作原理與多普勒效應( 當汽車或火車從你身邊經過時它們發出的聲波聽起來好像一直都在改變經常拍到這種不明飛行物。

在英海岸線上空盤旋頻率) 的原理一樣。

多普勒效應在天文學上的對應現象被稱為紅移。從1987 年開始,巴特勒和馬西花了8 年時間全力研究紅移現象。他們認為,如果一顆恒星周圍存在著一顆圍繞它旋轉的行星,那麼這顆行星的引力就會使恒星出現輕微的“搖擺”,就像地球和太陽係中的其他行星使太陽發生搖擺一樣。這種搖擺會使恒星的光波在恒星朝向地球和背離地球的搖擺運動過程中在光譜的藍端與紅端之間交替運動。他們認為,如果你可以測量到這種紅移— 藍移現象,那麼你就可以發現太陽係外行星的存在,而且利用這些數據你甚至可以分析出它們的質量和運行軌道。

但是,這種紅移—藍移現象在穿過遙遠的宇宙空間之後會變得非常微小——如果你從30 光年以外的地方觀察太陽,它的周期性搖擺的弧形角的大小將隻有七百萬分之一度。為了利用多普勒方法對恒星及其行星進行準確的分析,你必須使恒星搖擺速度的測量結果精確到10 米/ 秒以內。

馬西和巴特勒是在1995 年12 月30 日發現第一顆太陽係外行星的。那時馬西已經回到他加利福尼亞伯克利的家中,和他的妻子一起準備新年前夜的聚會。巴特勒還在辦公室凝視著計算機屏幕上顯示的看起來好像是一些隨機數據點的東西。他正在尋找一種可以告訴自己他們已經取得了成功的數據點模式——一條將所有的數據點連接到一起的蛇形曲線,就像心髒監護示波器上顯示的心跳曲線一樣。隻有這樣的曲線才可以證明他們正在尋找的搖擺,進而證明太陽係外行星的存在。

當計算機軟件顯示出這樣一條曲線時,屏幕上的每個數據點都正好位於這條曲線上或者與這條曲線非常接近。計算機屏幕上沒有一個遠離這條曲線的數據點。這正是巴特勒和馬西8 年來一直在夢想能夠找到的數據點模式。

這些太陽係外的行星使天文學界感到震驚並且動搖了所有現存理論的主要原因是它們的運行軌道都呈現出非常明顯的橢圓形。