在很多新聞報道中，系外行星往往被稱(chēng)為“超級地球”、“最類(lèi)似地球的行星”、“第二地球”等，這似乎描繪了一個(gè)光明的前景，人類(lèi)未來(lái)有可能移居到這些星球上去。但作為冷靜的探索者，我們需要思考這些系外行星是否真的像地球一樣，人類(lèi)未來(lái)是否真的有可能移居到這些行星。
這是阿波羅航天員拍攝的地球從月球的地平線(xiàn)上升起的照片。太空中那蔚藍色的星球是如此與眾不同，如此生機勃勃，如此彌足珍貴
如果是短期登陸探訪(fǎng)，有很多太空探索的目的地可供人類(lèi)選擇，因為密閉的登陸艙和厚重的宇航服可以保護我們。但如果要移居到另一顆星球，這就要求找到一個(gè)適宜人類(lèi)長(cháng)期居住的天體，這個(gè)天體必須具備更為苛刻的條件：
首先，要有大氣層的保護。以地球海平面的大氣壓力為1個(gè)標準大氣壓為標準，醫院里的高壓氧氣治療為1.4個(gè)大氣壓，珠穆朗瑪峰頂約為0.41個(gè)大氣壓。如果系外行星的大氣太稠密或太稀薄，人類(lèi)的心肺功能都將難以承受。如金星表面是90個(gè)大氣壓，連載人登陸都無(wú)法實(shí)現，更不可能適合人類(lèi)生存了。
除大氣壓外，還要擁有合理的大氣成分和比例。地球大氣的主要成分是氧氣和氮氣，而且要符合一定比例。氧氣含量過(guò)高，人會(huì )發(fā)生“醉氧”，過(guò)低則會(huì )缺氧。但是，目前的探測手段還難以確定系外行星是否擁有大氣層，更難以判斷大氣成分。從太陽(yáng)系的經(jīng)驗分析，土衛六的大氣是氮氣和甲烷，木衛二為純氧，金星大氣主要為二氧化碳，可能大多數系外行星的大氣成分主要為氮氣、甲烷、二氧化碳等，根本不適合人類(lèi)生存。除了氧氣，地球大氣層中的微量氣體也發(fā)揮了很大作用，比如臭氧過(guò)濾掉了對人類(lèi)危害最大的紫外輻射。系外行星如果沒(méi)有臭氧層，人類(lèi)患皮膚癌的概率將大大增加。
其次，要有液態(tài)水和適宜的溫度。水是生命之源，根據地球的經(jīng)驗，生命的存在離不開(kāi)水。有了水，才有可能形成生態(tài)系統，人與生物圈才能形成相互依賴(lài)、不斷進(jìn)化的生態(tài)系統，否則人類(lèi)單獨是難以長(cháng)期生存的。實(shí)際上，現有科技手段還無(wú)法證實(shí)系外行星上是否有液態(tài)水，只能根據系外行星與恒星之間的距離來(lái)估算行星上的溫度，并根據溫度范圍推斷是否有液態(tài)水的存在，并非探明真的存在液態(tài)水。即使系外行星與恒星的距離位于宜居帶內，也并不能保證行星表面具有適宜的溫度。行星大氣層的密度和成分將顯著(zhù)影響行星表面的溫度。
根據達爾文的進(jìn)化論，生命的演化需要經(jīng)歷漫長(cháng)的歷史。太陽(yáng)作為太陽(yáng)系的母恒星，是一顆中等質(zhì)量的恒星，人類(lèi)預測其壽命大約100億年?，F在太陽(yáng)的演化已經(jīng)過(guò)去約50億年，地球的形成已歷經(jīng)了46億年。地球誕生后8億年才出現簡(jiǎn)單的生命，而人類(lèi)的出現則不過(guò)250萬(wàn)年。換言之，太陽(yáng)系誕生約50億年后才繁衍出高度發(fā)達的文明。在宇宙中，如果母恒星的質(zhì)量太大，其壽命就會(huì )比較短，它的行星就會(huì )來(lái)不及在母恒星的“有生之年”演化出相對復雜的生命。
再次，適宜居住的系外行星必須有一個(gè)巖石質(zhì)的表面，讓人類(lèi)可以繼續生活在陸地上。由于系外行星的質(zhì)量越小就越難觀(guān)測到，所以早期發(fā)現的系外行星大多是木星那樣巨大的氣液態(tài)行星，并不適合生命生存。適宜居住的還要有一個(gè)完美的磁場(chǎng)，可以屏蔽來(lái)自恒星和恒星際的高能帶電粒子；這些行星必須已經(jīng)演化到了中年階段，內部能量的釋放比較溫和，因為處于演化早期的年輕行星往往會(huì )狂暴地釋放內部能量，地震和火山爆發(fā)的強度和頻度太大，人類(lèi)在這些自然災害面前的生存機會(huì )將十分渺茫。
最后，系外行星所屬的恒星的能量釋放要比較穩定，否則人類(lèi)在恒星爆發(fā)的超級帶電粒子風(fēng)暴面前只能坐以待斃。行星系統要已經(jīng)演化到晚期階段，大量的小天體碎片已經(jīng)被大的行星吸積，行星際空間逐漸清朗，可以大大降低行星被小天體撞擊的幾率。
總之，人類(lèi)之所以能在地球上生存，是因為地球穿了幾層保護人類(lèi)的防護衣。第一層是磁場(chǎng)，它屏蔽了大量高能帶電粒子，保護我們免受高劑量輻射的傷害；第二層是大氣層，它提供了人類(lèi)呼吸所需的氧氣和植物生長(cháng)所需的二氧化碳，其中的臭氧又過(guò)濾掉對人體有害的紫外線(xiàn)；第三層是水圈，水作為載體，促進(jìn)了地球各圈層之間的物質(zhì)循環(huán)和生物的新陳代謝。
鄭永春，中國科學(xué)院國家天文臺首屆香江學(xué)者，中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )首批會(huì )員，國家科普專(zhuān)家
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