【外星生命3】尋找外星生命有甚麼進展？

假如有一天，你拿著奶茶坐在茶餐廳，抬頭看見窗外的藍天，你會不會想：宇宙裡還有沒有另一個「地球」，可以住人、可以有海、有雲？這不是天馬行空的幻想。過去十多年，人類透過美國太空總署的Kepler計劃，從浩瀚星海中找出一粒又一粒圍繞其他恆星運行的行星，當中有些落在所謂「宜居帶」——溫度可能允許液態水存在的甜蜜地帶。本文用最貼地的比喻，帶你認識怎樣找行星、怎樣判斷是否「宜居」，以及我們如何估算外星文明的機會。

什麼是「宜居帶」：煮飯的火候剛剛好

想像你在煮飯：火太猛會焦，太小就不熟。行星距離母恆星的遠近，也有一個「火候」問題。離太近，水會全蒸發；離太遠，水會結冰。介乎兩者之間的區域，就是「宜居帶」。但「宜居」不代表「一定有生命」，只代表「物理條件可能允許液態水」。生命還要考慮大氣是否留得住、化學元素是否齊、行星是否有穩定能量等。

我們通常以「液態水」作為第一個指標，是因為水是我們已知生命的關鍵溶劑。不過，科學界亦保持開放：有沒有可能存在以甲烷等其他化學品為基礎的生命？也許有，但目前最容易觀測、亦最有把握的是先找「有機會有水」的世界。

Kepler如何找行星：好比蚊子飛過燈泡前

Kepler任務的拿手好戲叫「凌日法」。原理很家常：當一顆行星從我們和恆星之間掠過，就像蚊子飛過燈泡前，燈光會短暫「暗一暗」。如果這個「暗一暗」定期重複，科學家就知道：那裡有顆行星在繞其母恆星公轉。透過暗度的深淺、持續時間和重複節奏，我們可推算出行星大小、軌道長度，從而估計它收到的熱量，判斷是否落在宜居帶。

Kepler計劃曾一次過監看十多萬顆恆星，像在維港夜空用超強望遠鏡逐點量光。當年公佈的確認行星已超過一千顆，之後更愈來愈多。命名方法也有規矩：例如「Kepler-186」表示第186個有行星的恆星系統；行星以「b、c、d…」順序命名（「b」通常是該系統第一顆被發現的行星，或最靠近母恆星的一顆），所以「Kepler-452b」即452號系統中的其中一顆行星。

兩顆焦點「準地球」：Kepler-186f 與 Kepler-452b

2014年的Kepler-186f與2015年的Kepler-452b，一度成為新聞頭條，因為它們在大小與軌道上都與地球相近，且位於宜居帶。

Kepler-186f：它的半徑大約是地球的1.1倍，繞行一顆體積比太陽小的紅矮星，位置接近該系統宜居帶的外緣。紅矮星雖然省電耐用，但年輕時「脾氣大」，會發出強烈耀斑與高能粒子，可能把行星大氣慢慢剝走；另外它亦可能出現潮汐鎖定（像月亮面對地球永遠同一面），令日夜溫差極大。換言之，「宜居帶」在這裡只代表「有可能」，仍要看大氣是否能長期保存、水是否存在，以及行星是否有足夠的保護機制。

Kepler-452b：這顆行星常被稱為「地球的表親」。它的半徑大約是地球的1.6倍，公轉週期約385天，與我們的一年非常接近。它圍繞一顆與太陽相似、稍大且較年長的恆星運行——不是大十倍那種巨星，而是略亮、略大的「太陽表兄」。它接收到的能量比地球稍多，仍落在宜居帶內。至於地心吸力，如果它的密度與地球差不多，表面重力可能達到地球的1.5倍左右；若內部含較多水或較低密度的物質，重力可低一點。總之，對人類身體來說未必輕鬆，但未至於完全不可承受。

恆星的「中年危機」與行星命運

行星的宜居性不僅看「今天」，還要看「歷史」。像太陽這樣的恆星，晚年會膨脹成紅巨星，內側行星或被「吞沒」，更外圍的行星也可能被高溫與強風「吹到脫皮」（大氣流失）。最後恆星會收縮為白矮星。若有行星在那時仍能幸存或重新形成，它們在白矮星的微弱光下也可能有溫暖帶，但過往的「劫難」多半令環境大變。這提醒我們：就算一顆行星此刻在宜居帶，也要問——它是否曾被「烤」過？大氣是否曾被清空？

從「幾多顆宜居星」到「有沒有文明」：德雷克方程

找得到「可能住得人」的行星，下一條問題自然是：「有無人住？」天文學家Frank Drake提出了一個著名的估算框架——德雷克方程。別被「方程」嚇到，它更像一張「開店試算表」，把關鍵因素逐項乘起來：

– 每年有多少新恆星形成（就像每年有多少新商場開張）；
– 有行星的恆星比例（有商場的舖位）；
– 每個恆星系統中落在宜居帶的行星平均數（合適舖位的數量）；
– 宜居行星上真的出現生命的機率（有商家入場）；
– 生命演化出智慧的機率（商家變成能長期經營的品牌）；
– 智慧生命出現技術文明、能對外溝通的機率（會做廣告、會上網）；
– 文明能夠發出可被偵測信號的平均年期（廣告打得多久）。

前面幾項，我們因為有大量觀測，越來越有把握：大多數恆星都帶有行星，很多系統都有落在宜居帶的行星。最大的不確定在後面三項：生命怎樣由零開始？多少會進化出智慧？文明能維持多久不自我毀滅或「靜音」？如果最後一項（文明壽命）很長，銀河系同時存在的文明可能上千上萬；如果很短，宇宙可能常常只剩下零星「孤島」。

多樣的生命想像：別被地球模板綁死

我們尋找生命，常先找氧氣與液態水的蛛絲馬跡——例如大氣中氧氣與甲烷長期同時存在，可能意味著有「甚麼東西」不停補充它們。但宇宙很大，也許存在不靠氧氣的代謝方式，甚至在甲烷海或氨雲中運作的生命。這不是放棄標準，而是提醒自己：在用地球模板篩選之餘，也要留下想像的空間。

下一步：從「數光點」到「嗅空氣」

Kepler開了個頭，後繼者如TESS、PLATO等任務正在把更多近距離、亮一些的行星名單交到我們手上。當行星夠近、母恆星夠亮，我們便可用更靈敏的望遠鏡（例如JWST）在行星掠過恆星時，量度其大氣吸收了哪些顏色的光，像用鼻子去「嗅」那顆星的空氣成分，尋找水蒸氣、二氧化碳、甲烷、臭氧等訊號。這一步，會把「可能」逐步變成「有證據」。

重點溫習：一頁看清

– 宜居帶＝恆星能量剛好的距離範圍，但不等於有生命；
– Kepler用「凌日法」找行星：亮度定期變暗是關鍵；
– 命名規則：如Kepler-452b，數字是系統，字母是行星；
– Kepler-186f與Kepler-452b都是熱門候選，但真正宜居要視大氣、恆星活動與行星歷史；
– 恆星演化會改寫行星環境，紅巨星階段尤其關鍵；
– 德雷克方程教我們把未知分門別類，最大不確定在生命誕生、智慧出現與文明壽命。

無論你在地鐵車廂刷電話，還是夜晚沿著維港散步，抬頭看見滿天星，不妨想像：在那些光點周圍，也許正有另一個世界繞圈運行，海風輕拂著陌生的海岸。科學不是要立刻給出所有答案，而是教我們用方法一步步逼近真相。只要望得夠耐、問得夠多、做得夠精，尋找「第二個地球」的旅程，必會愈走愈清楚。

留下一點耐心與好奇心吧。宇宙很大，值得等。