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下個(gè)“地球”?科學(xué)家新發(fā)現一顆宜居行星

科普中國
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在大眾對宇宙最關(guān)心的問(wèn)題之中,對“第二地球”的探索無(wú)疑是排在前列的。天文學(xué)家已經(jīng)在浩瀚的宇宙中發(fā)現了 5000 多顆系外行星,但是其中處在宜居帶的類(lèi)地行星的數量大概僅有幾十顆。因此,每次發(fā)現一顆宜居帶類(lèi)地行星,都是一件令人興奮的事情。它不斷地告訴我們,雖然地球是一顆非常特別的行星,但是在宇宙之中,地球或許并不孤單。

近日,多名天文學(xué)家組成的國際團隊又發(fā)現了一顆非常接近于地球,可能適合人類(lèi)居住的系外行星——Wolf 1069 b。這顆系外行星圍繞著(zhù)恒星 Wolf 1069 運轉,距離地球 31 光年。

類(lèi)地行星與宜居行星

類(lèi)地行星顧名思義就是類(lèi)似地球的行星。這里的類(lèi)似一般指結構組成與地球類(lèi)似之處,即中心是一個(gè)以鐵為主的金屬核球,核球外包裹著(zhù)以各種巖石物質(zhì)組成的幔和外殼。

目前我們太陽(yáng)系中水星、金星、地球和火星都算是類(lèi)地行星。對于太陽(yáng)系內的類(lèi)地行星,人類(lèi)都發(fā)射過(guò)探測器進(jìn)行詳細的探測。通過(guò)這些探測器,人類(lèi)可以了解類(lèi)地行星的地形地貌,內部物質(zhì)組成,磁場(chǎng)和氣候環(huán)境等,探尋類(lèi)地行星形成的歷史和生命起源。

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太陽(yáng)系。圖庫版權圖片,轉載使用可能引發(fā)版權糾紛

而對于太陽(yáng)系外類(lèi)地行星的探索才剛剛拉開(kāi)帷幕,人類(lèi)已經(jīng)陸續發(fā)現了一批太陽(yáng)系外類(lèi)地行星。不久的將來(lái),這方面將會(huì )突飛猛進(jìn),發(fā)現的類(lèi)地行星數目很快將成百上千乃至上萬(wàn)。還可以對其中的一些距離較近易觀(guān)測的目標的大氣性質(zhì)做精確刻畫(huà),有望找到生命存在的特征信號。而對它們整體的統計和比較研究也將讓我們對類(lèi)地行星的形成有全新的認識。

我們人類(lèi)生活在地球,地球是我們目前唯一已知的適宜生命居住的星,因此發(fā)現類(lèi)地行星可以說(shuō)是尋找宜居行星的第一步。

星球的宜居需要滿(mǎn)足很多條件,存在液態(tài)水只是基本條件之一,還有一些條件,比如它一般是一個(gè)巖石類(lèi)行星(就是之前說(shuō)的類(lèi)地行星),且要有一定厚度的大氣保護它免受宇宙高能粒子和小行星的轟擊,維持表面溫度的穩定。又比如可能還需要一定的磁場(chǎng)保護其免受恒星風(fēng)和宇宙射線(xiàn)的危害,還需要一個(gè)穩定的像太陽(yáng)一樣的宿主恒星,如果恒星有頻繁、劇烈的爆發(fā)將會(huì )對行星的宜居性產(chǎn)生威脅。

其實(shí)很難說(shuō)一顆行星怎樣就一定是宜居的,只能根據上面所說(shuō)的基本條件選出一些可能是宜居行星的候選天體。因為就算滿(mǎn)足了這些條件,行星也可能不宜居,因為或許還有我們不知道的條件,歸根結底是我們對生命起源和演化的認識還不夠徹底。

聚焦 Wolf 1069 b

我們是通過(guò)視向速度法發(fā)現 Wolf 1069 b 的,該方法的原理很簡(jiǎn)單。都說(shuō)行星繞著(zhù)太陽(yáng)轉,其實(shí)運動(dòng)都是相對的,恒星相對行星其實(shí)也在繞轉,而且二者周期是相同的。因此,監測恒星相對觀(guān)測者視向速度的變化,就可以知道周?chē)男行恰?/p>

Wolf 1069 b 距離地球 31 光年的距離,在天文學(xué)尺度上,算是很近的了Wolf 1069 b 是目前第六近的處在宜居帶內的類(lèi)地行星,遠的則有幾千光年。

這次尋找到的 Wolf 1069 b 的質(zhì)量大概是 1-2 倍的地球質(zhì)量,從一般的質(zhì)量-半徑關(guān)系來(lái)推測的話(huà),很可能是一顆和地球差不多大小的巖石類(lèi)行星。它滿(mǎn)足了宜居行星的基本要求,一是從質(zhì)量推測它是類(lèi)地行星;二是它處在“宜居帶”,離它的主星距離適中,表面溫度允許液態(tài)水的存在。

Wolf 1069 b 是一顆潮汐鎖定的行星,類(lèi)似月球也被潮汐鎖定,所以自轉和公轉同步。月球因為被潮汐鎖定,一直是固定的一面朝向我們。Wolf 1069 b 也是固定的一面朝向它的恒星,這一面永遠是白天,另一面永遠是黑夜。

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月球。圖庫版權圖片,轉載使用可能引發(fā)版權糾紛
Wolf 1069 b 圍繞的恒星是顆紅矮星,紅矮星的宜居帶因為離恒星很近,容易潮汐鎖定,所以可能只有在前面所說(shuō)的介于白天和黑夜的過(guò)渡地帶更適合居住。此外,紅矮星一般比太陽(yáng)的活動(dòng)更加劇烈,所以需要尋找一些“反?!钡谋容^“安靜”的紅矮星,它周?chē)司訋鹊念?lèi)地行星才更適合居住。

生命跡象探索

尋找人類(lèi)“第二家園”

可以初步判斷 Wolf 1069 b 具有一些宜居星球需要滿(mǎn)足的條件,但是還不能判斷這顆行星上有無(wú)生命跡象。

首先,太陽(yáng)系外行星離我們很遠,我們不能直接看到行星的表面來(lái)直接看到生命跡象,只能通過(guò)一些非常間接的手段推測,比如通過(guò)探測行星的大氣成分(這一點(diǎn)已經(jīng)比較難了,尤其是類(lèi)地行星,它們的大氣層太薄了,對觀(guān)測儀器和技術(shù)要求很高),即使我們能分析出行星大氣的成分,那也還有一個(gè)更難的,就是什么是生命跡象的信號。我們可以基于地球生命的經(jīng)驗來(lái)推測,但也可能存在其他形式的生命,其生命跡象與我們已知的不同,因此有很多不確定因素的存在。

未來(lái)預計還會(huì )繼續監測看 Wolf 1069 b 所在系統是否還有其他行星的存在,以及獲取這個(gè)行星更多的軌道參數信息,來(lái)揭示這顆行星可能的形成歷史。

Wolf 1069 b 的發(fā)現是對人類(lèi)已知宜居行星候選體星庫的一個(gè)很好的補充,標志著(zhù)人類(lèi)尋找宜居星道路上又前進(jìn)了一步,算是一個(gè)激勵吧。它的發(fā)現也啟示我們搜尋宜居行星不要局限在像我們太陽(yáng)這樣的恒星周?chē)?,也可以在不同?lèi)型的恒星(比如 Wolf 1069 這樣的紅矮星)周?chē)鄧L試。

策劃制作

出品丨科普中國

作者丨謝基偉 南京大學(xué)

監制丨中國科普博覽

責編丨一諾

審校丨徐來(lái)、林林

評論
沖沖
大學(xué)士級
其它類(lèi)地行星可能存在其他形式的生命,其生命跡象或與我們已知的不同,因此有很多不確定因素的存在,但人類(lèi)的使命便是生命不止,探索不息!
2024-07-05
傳承解惑
大學(xué)士級
Wolf 1069 b 的發(fā)現是對人類(lèi)已知宜居行星候選體星庫的一個(gè)很好的補充,標志著(zhù)人類(lèi)尋找宜居星道路上又前進(jìn)了一步。
2024-07-05
廣西壯族自治區北海市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )
進(jìn)士級
或許其他星球生物存在條件與我們地球生物不一樣。就是地球上的生物生存條件都不一樣,人類(lèi)需要呼吸氧氣,而一些微生物卻是厭氧。
2024-07-05
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