与浩瀚宇宙相比,地球的存在显得尤为巧合。我们处在一片宜居的太空地带,拥有温暖的太阳,这些条件孕育了地球上的生命。一项新的研究让地球人不得不面对现实:地球并不是最完美的行星,科学家发现有 24 个宜居性可能胜过地球的星球。

华盛顿州立大学科学家 Dirk Schulze-Makuch 称,银河系中可能存在一些具有“超宜居”性质的行星。这些系外类地行星与地球相比,年龄更大、体积更大、环境更温暖湿润,而较慢的公转速度也有利于生命的繁衍。

该项目已挑选出 24 个最具潜力的候选目标,它们与太阳系间的距离均超过 100 光年。Schulze-Makuch 表示,随着未来太空望远镜的升空,这项研究将有助于科学家进一步探索外星生命。未来 20 年,备受瞩目的项目包括美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜、LUVIOR 空间天文台以及欧洲航天局的 PLATO 太空望远镜。

华盛顿州立大学和柏林工业大学教授在新闻发布会上解释说:“下一架太空望远镜升空后,我们能获得更多信息,因此有必要先选好目标。我们必须将注意力集中在有条件孕育复杂生命的行星,同时避免陷入寻找‘第二个地球’的误区,因为或许存在宜居性更胜地球的星球。”

是什么让一颗行星比地球更宜居?

Schulze-Makuch、马克斯太阳系研究所的 René Heller 和维拉诺瓦大学的 Edward Guinan 合作,探索了哪些因素使系外行星比地球更宜居。他们对望远镜在太阳系外发现的 4500 颗已知系外行星进行了分类。虽然这些系外行星是类地行星,但这并不意味着它们都适合类地生命。科学家解释说,这些行星之所以独特,是因为它们都具备了某些共同条件,使生命得以存在并延续。

其中最重要的一个条件是:这些行星必须位于其所属恒星系统的宜居带内,与恒星保持适中的距离,使行星上存在液态水成为可能。这项研究还表明,寿命长的恒星提供的足够长的生命演化窗口有利于生命的繁衍。我们的太阳(一颗 G 型恒星)至少能存在 100 亿年,而研究人员发现,K 型矮星的寿命甚至高达 200 至 700 亿年。K 型矮星的温度更低,亮度也更弱,但这允许其行星上的生命有更多的时间进化出更复杂的形式。

正如地球所证明的,生命需要很长时间才能出现;在这颗行星上,生命花了 40 亿年才诞生,而研究发现地球还没有进化到生命的“最佳阶段”,它可能在达到 50 至 80 亿年时才出现。

大小也会带来显著差异,研究人员声称,一个比地球大 10% 的行星能为生命提供更多的宜居陆地;一个比地球大 1.5 倍的系外行星则会有一个能更长时间保持温度的地核,更强的引力也有助于维持其大气层更长时间。

与其他因素相比,水是类地行星最重要的因素。该研究的作者声称,那些降水、云层、大气湿度和地表温度略高于地球的星球将成为寻找超级宜居星球的重点候选。

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系外行星是指存在于太阳系之外的行星。关于系外行星存在的可能最早的证据可以追溯到1917年,但当时并未得到认可。直到1992年,人们才首次确认发现了系外行星,随后不久又确认了第二颗,后者实际上最初发现于1988年。截至2020年10月1日,已有4354颗系外行星被确认,分布在3218个行星系统中,其中712个行星系统拥有多个系外行星。

发现系外行星的方法多种多样。凌日法和多普勒光谱学法是探测系外行星最常见的方法。但这两个方法存在明显的观测偏向,更易于发现围绕恒星运行的系外行星,导致约85%的系外行星被发现位于恒星的潮汐锁定区域中。有时,人们还在恒星周围发现了多个系外行星。大约五分之一的类似太阳的恒星在其行星系统的宜居带中拥有一颗地球类行星。据估计,银河系中约有2000亿颗恒星,这意味着银河系中约有110亿颗潜在宜居的地球类行星,考虑大量红矮星,这一数字可能高达400亿颗。

作者:Chris Melore

译者:Astronomical volunteer team

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