茫茫宇宙是否有别的行星，有类地生物居住，或至少适宜居住？发现第一颗宜居行星，已经成为许多天体物理学家竞相追逐的目标之一。他们不断在恒星周围的“宜居带”寻找那些类地行星。在宜居带之外的行星则被忽略，它们表面不是太热就是太冷，生物无法繁衍。

红矮星Gliese 581此前在这一竞逐中，已受到了无数的关注。2007年，科学家就曾报告说，Gliese 581已探知的某两颗行星的运行轨道，分别在离宜居带的内缘和外缘不远处。而较远的那颗行星Gliese 581d，在最初发现时被认为太冷，不宜生命存在，科学家通常认为要更近一些才可能是宜居行星。但是，气象专家的进一步分析表明，如果它表面存在如地球一样的液态海洋，这些海洋会以极快的速度蒸发，成为像现在的金星那样的“超级温室”，灼热而荒芜，没有生命痕迹。2010年下半年，事情有所转机，由加州大学斯蒂芬•沃格领导的一个观察小组“圣克鲁斯”宣布，他们发现了一颗新的行星，并将其命名为Gliese 581g，别名“扎米娜的世界(Zarmina’s World)”，这个别名取自沃格的妻子。他们声称，这个行星质量与地球类似，并且接近于宜居带的中心。在数月时间内，在太阳系外发现潜在的与地球孪生般相似的宜居星球这一目标似乎已经实现。不幸的是，其后一个独立团队进行了分析后，对于这个极为困难的发现提出了一些严肃的质疑。现在很多人认为Gliese 581g也许根本不存在，它可能仅仅是一个用极精密仪器测量恒星“摆动”以搜索系外行星时，出现的一些噪音导致的结果而已。

今天，Gliese 581g的大哥——更大距离更远的Gliese 581d——最终被证明为潜在的太阳系外宜居行星。这一结论是由罗宾•沃兹沃斯、弗朗西斯•弗格和来自巴黎PSL学院气象动态实验室的协作者完成的。

虽然它很可能是一颗类地星球，但它的质量至少是地球的七倍，直径约为两倍。乍一看，Gliese 581d在生命搜寻上表现很差：它收到的太阳光能只有地球的三分之一，并且分布不均，一面是极昼，另一面是极夜。在它被发现之时，人们普遍认为，任何厚度足够能保持行星温暖的大气层，在极夜半球上会冷到足以将万物完全冻结，毁掉一切生命存在的可能。

为了验证这种直觉，华兹华斯和他的同事开发出一种新的计算机模型，精确地模拟系外行星的可能气候。该模型模拟了一套三维的行星的表面与大气层，非常类似于那些研究地球气候变化的模型。但是，它更多地是建立在基本物理原理上，让这个模型的条件与范围更广，涵盖了任何由混合气体、云彩和烟雾组成的大气层。

令他们吃惊的是，他们发现，因为大气中稠密的二氧化碳——这种大型行星通常都具有这种情况——Gliese 581d的大气层不仅稳定不会崩溃，还温暖到足够产生海洋、云层和降雨。其结果关键因素之一是一种称之为“瑞利散射”的现象，正是这一现象使地球产生了蓝色的天空。在太阳系中，瑞利散射减少了浓厚大气所吸收的太阳能，因为散射的蓝色光很大一部分立刻反射回了宇宙中。然而，由于Gliese 581的星光是红色的，它几乎不受此影响。这意味着它的光能更深地穿透大气层，依靠大气中的二氧化碳和高空的干冰云产生的温室效应，有效地提升行星温度。此外，三维的大气循环模拟表明，昼日光线产生的热能通过大气层得到有效的重新分配，避免了大气层在两极或者极夜半球的崩溃。

让科学家们尤其兴奋的是，Gliese 581d是我们在银河系最近的邻居之一，距地球仅20光年。现阶段这一距离依然限制了星际移民的可能——最先进的人造航天器旅行者1号，仍需超过30万年才能到达那里。但是它确实意味着未来可以用光学望远镜直接观察这个星球的大气。虽然Gliese 581d可能适宜居住，但还有其它一些变数存在：它大气中可能存在氢，就像天王星和海王星一样；或者在它围绕的红矮星的形成初期，猛烈的冲击波可能已经完全将它的大气层清除。为了鉴明这些不同的情况，华兹华斯和同事想出了几个简单的测试，观察者未来可以通过一个足够强大的光学望远镜进行这些测试。

即使Gliese 581d最后确定不能居住，它依然是一个相当奇异的地方——致密的空气和厚厚的云层，使得星球表面保持着永恒的阴郁暗红色的暮光，巨大的质量使得行星表面重力是地球上的接近两倍。但银河系中行星气候的多样性，估计远远超过我们在太阳系所能遇到的几个例子。从长远来看，这些结果中最为重要的启示是，宜居行星其实事实上根本不需要和地球非常相像。

图片和消息来源： ScienceDaily.com