宇宙交友指南

尋找宇宙中的朋友

首先，我們要知道宇宙中的朋友在哪裡？就像網路交友，透過社交媒體或專門的交友網站，讓陌生人彼此認識，進而互動，而這些平臺就是我們潛在朋友的聚集之處。同樣的，在宇宙中，我們也要先找到這樣的地方，才有辦法認識他們。

這些地方在哪？ 由於宇宙浩瀚無垠，存在太多可能性，所以尋找這些地方必然是以我們的經歷為出發點，也就是尋找類似我們地球所居住的環境，簡單的說就是尋找另一個地球。因此，我們要先找到太陽系以外的行星，天文學家稱為系外行星。根據 NASA 系外行星檔案庫中的資料，截至 2023 年底，克卜勒太空望遠鏡和 TESS（Transiting Exoplanet Survey Satellite）任務已經探測並確定了 5500 多顆系外行星，而這些系外行星很可能只佔整個銀河系系外行星數量的一小部分。從克卜勒太空望遠鏡的統計資料中顯示，平均而言，每顆恆星都至少有一顆行星，而我們的銀河系估計約有 1000 億到 4000 億顆恆星，因此，我們還需要其他的參數來縮小範圍。

適居帶的概念

在地球上，生命的起源來自於水，所以液態水代表著生命存在的關鍵因素，因此，「適居帶」（habitable zone）的概念應運而生。適居帶指的是圍繞恆星的一個特定區域，該區域的溫度適中，既不會太熱，導致水全部蒸發；也不會太冷，使水全部凍結。而適居帶的範圍取決於母恆星的亮度、大小及溫度，對於像太陽這類中等質的 G 型恆星，因為亮度和溫度較高，適居帶相對較寬且較遠；而對比溫度低、亮度也低的紅矮星，適居帶就比較近，也比較窄，將宜居行星限制在更窄的範圍內。但是如果考量到恆星的壽命， G 型恆星就比其他一些型別的恆星短，而 K 型恆星，可以燃燒數百億年，其穩定性可能更容易造就更有未來性的適居帶。

理論上， M 型恆星又比 K 型恆星更穩定，壽命更長，但行星跟恆星的質量比太小，也會有問題。2023 年 12 月美國賓州大學研究團隊，發現了一顆編號 LHS 3154 的恆星，質量只有太陽的九分之一，屬於 M 型恆星，但它的系外行星 LHS 3154b，質量卻是地球的 13 倍，大約是海王星等級。這挑戰了原本的行星形成的理論，因為行星形成理論中，認為行星是通過塵埃顆粒聚集而成，然後逐漸吸引周圍的固體和氣體物質，要形成海王星等級的行星需要大量的物質，而 LHS 3154 所形成的行星盤並不具備這樣的條件。所以， LHS 3154 是否有足夠的能量能給予 LHS 3154b 產生生命，也存在著疑問。

另外，恆星本身也具有不穩定因素，例如，某一顆紅矮星可能表面很活躍，不時有閃焰發生，而另一顆則擁有穩定且平靜的表面大氣，雖然兩顆恆星可能具有相似的適居帶和類似大小的行星，但後者很可能比前者更有機會誕生生命。有一個實際的例子是美國 NASA TESS 計畫在 2020 年發現的系外行星 TOI 700d ，根據其類型和適居帶的位置， TOI 700d 的原本被認為是不具有生命的行星， 然而，根據發現者的說法，它是一顆特別「寧靜的恆星」，並且已經穩定了足夠長的時間，它很有機會發展成已存在著生命的星體。

適居帶生命的例外

有了適居帶的概念，我們就可以把那些適居帶外的行星先排除掉，但存在於適居帶內，也不保證行星上就有生命。行星的大氣組成、地質活動、磁場強度等因素也對其能否支持生命至關重要。以太陽系為例，太陽系的適居帶是落在金星到火星之間的區域，雖然理論上金星的溫度達到觸發生命的溫度上限，仍然存在著可能性，而實際上，這顆行星所富含二氧化碳的大氣層，使它成為太陽系所有行星中表面溫度最熱的一顆，因此，我們所認知的生命不太可能存在於金星。相反的，火星位於適居帶的寒冷邊緣，但有證據顯示，火星可能曾經有液態海洋在表面流動過，而 NASA 的毅力號漫遊車仍在努力採集可能隱藏在火星地表的微生物。

此外，以地球自身的經驗，如果行星是氣體行星也不太可能存在著生命。 因此，除了在恆星適居帶區域尋找行星外，還得尋找大小、大氣層或化學成分與地球相似的環境，才有可能發現潛在的宇宙朋友。

觀察者偏誤

有了適居帶相關的知識後，就是要利用這些想法來縮小哪些系外行星是可能存在著潛在的宇宙朋友。但我們是以地球正好位於太陽適居帶的中間為概念，創造了「適居帶」的想法來尋找像我們這樣的行星。再加上，我們所能想像的生命存在環境，也是以地球上生命的演化來推論。所以我們在尋找宇宙朋友的存在條件，都以「地球」這個單一參考框架，這可能會造成我們的觀點狹隘及偏誤，而忽視了比地球上更好的生命條件。

無論如何，當我們在探索這些遙遠的世界時，我們也在探究與宇宙中潛在朋友建立聯繫的可能性。通過對這些系外行星的搜尋，我們不僅拓展了對宇宙的認知，也為未來可能的跨星際交流奠定了基礎。想像一下，如果在這些適居帶內的行星上真的存在著生命，那麼人類將如何與這些外星生命體建立聯繫，開啟一段全新的宇宙友誼呢？這是個值得討論的議題。