它们都去哪儿了--系外行星的新世界

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第1章 不再是祖辈时候的银河 宇宙，曾经是一个无比简单的地方。我们生活在一 个宁静的太阳系中，九颗行星2环绕着一颗普通的恒星 ，一同淹没恒星系统的话，人们假想它们应该也很像我 们的太阳系。那么其他恒星系统中是否可能有生命存在 呢？人们既友好地质疑它们的存在，又同时深深沉浸于 《星际迷航》和《星球大战》这样的故事和遐想之中。 在这些科幻探险故事里，银河系总是居住着有趣（也常 常具有攻击性）的生命—而且还会说英语。然而，一个 不争的事实是：我们在很长一段时间里只知道唯一一个 恒星系统，我们置身于“孤证的诅咒”之中。 无论是一个恒星系统还是一种蝴蝶，如果你对一种 东西只知道唯一一个样本，很自然的猜测就是，下一个 找到的这类东西一定和之前这种一样。还是以蝴蝶为例 ，如果你只见过帝王斑蝶这一种蝴蝶，那么很自然地， 你会认为所有蝴蝶都应该是这样巨大的、橙色的，而且 还会每年迁徙到加利福尼亚州某个固定的地方去。那么 ，当你一旦见到菜粉蝶这种小个头、白色的，而且不迁 徙的蝴蝶时，会很自然地感到迷茫和困惑。这时候，你 的科学家同行会开始争论，认为你看到的菜粉蝶压根就 不是蝴蝶，而只是一种甲虫而已。但最终，等到你更进 一步探索这个问题后，会发现菜粉蝶只不过是一个开端 ，自然界其实有数千种不同种类的蝴蝶—通向一个复杂 而多样到令人惊讶的新世界的大门，已经缓缓打开了。 你终将意识到，自己最初的那个认为世界上只有一种蝴 蝶的观念，不仅完完全全是错的，而且阻碍了你探索这 个复杂的真实世界的脚步。 在本书里我们将会看到，人类近期对系外行星，也 就是对宇宙中太阳系之外的其他行星的探索过程，其实 和上面这个认识蝴蝶的故事极其相像。仅仅在30年前， 大多数科学家还认为可以以我们所知的物理和化学规律 为基石，来完美地解释太阳系中天体的起源和演化。根 据这些规律，我们曾经认为任何其他恒星系统中的行星 也一定是这么分布的：内侧是小型岩质行星，外侧是巨 大的气态行星—就像太阳系那样。然而，正如认识蝴蝶 的比喻一样，我们打从一开始就在以预先设定的观念来 探索太阳系以外的世界。也正如蝴蝶的故事中一样，当 我们真的看到了外面的世界之后，也终将被这个世界令 人惊讶的复杂和多样所折服。 行星带来的惊喜令人应接不暇。甚至在我们走出“ 自家后院”，探索太阳系外之前，对太阳系的认知就经 历了巨大变革。我们开始发现，不同于那些安静地环绕 太阳运转的行星，外太阳系的卫星别有一番洞天。举其 中一个例子，木星的卫星木卫二的冰层之下，其实有一 个广阔的液态水海洋，这让它一跃成为科学家试图寻找 地外生命的热门天体。除此之外，我们还从木星的其他 卫星、土星的卫星土卫二，甚至冥王星的冰层之下发现 了液态水海洋。也就是说，液态水似乎并不是地球所独 有的，甚至仅仅在我们的太阳系中都广泛存在。过去那 个“液态水只能存在于天体表面”的固有观念，则完全