科學家可能已經發現了比地球更適合生命生存的行星
太陽系之外,至少有二十多顆行星可能比地球更適合生命生存。研究人員在9月18日的《天體生物學》雜誌上寫道,這些行星比地球稍微古老一些、濕潤一些、溫暖一些以及稍微大一點點。所有這些因素可能意味著,其中的一些行星將成為尋找外星生命的最佳目的地。
這幅渲染圖展示了第一顆確認的地球大小行星在宜居範圍內繞遠方的恆星運行
“我們必須專注於一些最有可能孕育複雜生命的行星。但同時,我們也應該警惕,不能過於執著地尋找第二個地球,因為可能有的行星比地球更適宜生命生存,”華盛頓大學的天體生物學家德克·舒爾茨-馬庫奇說。
尋找超宜居行星
到目前為止,天文學家已經發現了超過4000顆太陽系外行星。其中的大多數行星並不適宜居住。例如,KELT-9b這顆行星就非常炎熱,它的大氣層也在不斷融化。已知最黑暗的行星TrES-2b,它上面的大氣溫度為1800華氏度(900攝氏度)。而GJ 433 d這顆不適宜居住的行星則異常寒冷。它的發現者稱,這是迄今為止發現的最冷的一顆類海王星行星。
但是也有不少行星與它們的恆星距離位於“宜居範圍之內”,或者說它們與恆星的距離“恰到好處”,可以維持適宜生命演化的表面溫度,既不會太冷也不會太熱。舒爾茨-馬庫奇和他的同事們意在發現最有可能成為“超宜居”的系外行星。也就是說,除了在宜居範圍之內,它們還具有其他特點,使其成為生命繁衍的好地方。
這些特點包括一顆大小合適且壽命也合適的恆星,尤其是考慮到在我們的地球上,複雜生命的進化用了35億年,人類的出現又用了40億年。研究人員寫道,行星越大,意味著大陸塊和棲息地空間也越大;一顆更大的行星,其引力也會更大,因而大氣層也更厚,更有利於飛行生物的生存。考慮到沒有大面積貧瘠的極地地區,比地球稍稍溫暖一些的行星將更適宜居住,但比地球更溫暖的行星也要比地球更濕潤才行,否則遍地都將是沙漠。因此,一個更適宜居住的行星可能類似於3.95億年前處於石炭紀早期的地球——當時地球上的許多大陸塊都處於熱帶雨林氣候下。(現代的全球氣候變暖則不利於地球上的生命生存,不僅因為變化太快,許多動物無法適應;也因為海平面上升會影響人類生存的基礎設施;但是,稍高一點點的溫度本質上對生命是無害的。)
研究人員還寫道,地球的升級版本可能還會“附贈”一顆稍大一些的月亮,或距離稍微更近一些的月亮,這將有助於穩定該行星的運行軌道以及防止擾亂生命的震顫。
研究人員進而給出了一組參數,以判斷候選行星是否滿足所有這些標準。根據這些參數,這顆完美的超宜居行星將繞著一顆K型主序星運行(K型主序星是一顆相對小一點的恆星,比我們的太陽溫度也稍低一點,所以也叫橙矮星);年齡在50億年到80億年之間;比地球大10%;平均溫度比地球上的高9華氏度(5攝氏度);表面潮濕,陸地和水零星分佈,大氣含氧量在25%到30%之間。這顆完美的行星還將具備板塊構造,或者俱有類似地球的地質過程,可以通過地殼循環礦物質和營養物質,並創造出多樣化的棲息地和地形。以及,它還有一顆大小是其自身大小1%到10%之間的月亮,以適當的距離繞其旋轉。
尋找生命
當然,照著所有這些標準去評估一顆遙遠的系外行星,並不現實。比如,我們無法計算系外行星上的大陸塊面積,更不用說大陸塊的分佈了。
但是基於部分可以測量的因素(如恆星類型和行星半徑等),研究人員研究了一些可能滿足上述標準、並且已經被開普勒望遠鏡觀測到的天體。隨後,他們找到了24顆“感興趣的開普勒天體”,不過這些天體不一定都是行星。在這24顆“感興趣的開普勒天體”中,有兩顆已被確認為是系外行星(Kepler 1126 b和Kepler-69c)。有些可能是誤報,它們其實並不是行星。在這24顆天體中,有9顆繞著適當類型的恆星運行,有16顆處於合適的年齡範圍內,還有5顆處於合適的溫度範圍內。只有一顆KOI 5715.01,同時滿足上面三個條件。但是,研究人員寫道,該行星的真正表面溫度取決於其大氣層中的溫室效應強度。
這24顆可能的行星均距離我們100光年之外。而且,即便用上我們眼下最強大的望遠鏡,有些行星也因為太遙遠而暫時無法研究。比如,Kepler-69c這顆行星距離我們2000多光年之遠,意味著很長一段時間內,天文學家都難以近距離觀測它以尋找生命跡象。但是,舒爾茨-馬庫奇和他的同事寫道,找出使行星成為“超宜居行星”的因素很重要,因為在100光年距離內發現一顆這樣的行星也不無可能。如果真的能找到這樣一顆行星的話,它應該就是我們地球人尋找宇宙中外星生命的首選目的地。