宜居行星在哪里：尋找地球2.0

人類的發(fā)展似乎正在搬起石頭砸自己的腳，地球環(huán)境的改變使得地球的宜居性正在不斷降低，向太空發(fā)展成為人類的重要選擇?？墒?，茫茫太空，我們能去哪兒呢？

“備用地球”是否適合生命生存，還要看它的位置以及其他條件而定。天文學(xué)家將行星系統(tǒng)中適合生命存在的行星軌道稱為“宜居帶”，范圍主要取決于中央恒星的類型和輻射強度。

與中央恒星相隔一段合適的距離，此處的行星表面平均溫度能夠使液態(tài)水穩(wěn)定存在，才可能擁有像地球一樣的生命環(huán)境條件。

宜居帶的范圍和恒星本身的類型有關(guān)，同時還跟恒星的輻射強度有關(guān)。在太陽系，宜居帶大致分布在金星軌道到火星軌道之間，地球剛好在其中。

美國夏威夷大學(xué)的學(xué)者在一項研究中曾指出，銀河系中大約有10億個適合生命存在和演化的區(qū)域，且其中大部分可能分布在接近銀河系核心區(qū)的部位。

找尋“備用地球”說起來并不復(fù)雜，不管它在哪兒，都離不開茫茫宇宙中特定的“宜居帶”。難的是，它們是否靠譜、是否適合我們?nèi)プ　？茖W(xué)家說，想要確定這個，很難。

地球處于太陽系中的“宜居帶”

“宜居帶”上的行星是否就是將來我們可以進行宇宙移民的星球呢？這還需要很多條件：恒星和行星的壽命必須長到足以產(chǎn)生生命、適宜的恒星光度、穩(wěn)定的低離心力行星軌道和自轉(zhuǎn)傾斜度，以及成分合適的行星大氣等。

如果將來找到了處于宜居帶內(nèi)的系外類地行星，如何判斷它們是否適合生命存在呢？首先，這顆“超級地球”要和恒星之間有合適的距離，能夠接受到恒星的光和熱，自轉(zhuǎn)軸要有一定的傾角形成一年四季；其次，要有穩(wěn)定的軌道、一定的偏心率，還要有液態(tài)水和適合生命存在的大氣。“人類之所以可以在地球上繁衍不息，就是因為它既有磁場，又有大氣。它們就是地球的保護圈。”最后，恒星、行星的壽命還要足夠長，夠得上產(chǎn)生生命，這一套都是“生命維持系統(tǒng)”。

當(dāng)然，要想真的有生命生存，還要有很多條件。比如，不存在對人體有傷害作用的物質(zhì)，諸如毒氣、放射物質(zhì)等。

但是，這些神秘的“備用地球”并不容易被觀察到。為了找到它們，現(xiàn)在幾乎是全球總動員。

備用地球（圖片來源視覺中國）

目前最常用的有兩種搜尋方法：視向速度法和掩星法。所謂視向速度法，其原理是類地行星本身不發(fā)光，它是反射恒星的光，盡管發(fā)出的光很微弱，但由于行星大氣成分的不同，其光譜的周期會發(fā)生變化，通過對變化譜線的測定，我們就可以確定“備用地球”是否存在。

掩星法則不同，它的原理是因為“備用地球”會圍著恒星轉(zhuǎn)，從地球的角度看，在旋轉(zhuǎn)的一個周期內(nèi)一定有把恒星“擋住”的時候，天文學(xué)家通過測量恒星暗下來的光度，就可以估算出這顆行星的大小和質(zhì)量，而兩次“擋住”的間隔就是“備用地球”的軌道周期，同時光譜儀將測出行星的溫度、亮度和質(zhì)量，進而考察是否有水、氧氣，等等。

“開普勒”空間望遠鏡

之前大家最熟悉的探測“備用地球”的項目，可能就是“開普勒探測計劃”。2009 年3月，美國國家航空航天局將用于尋找“備用地球”的空間望遠鏡“開普勒”送進了太空軌道，開始對大量的恒星進行探測，尋找與地球相似的星球。現(xiàn)如今，“中國天眼”FAST也加入搜尋“備用地球”的行列中，并開始發(fā)揮越來越大的作用。未來，天上、地上的“天眼”都將越來越多地關(guān)注系外“備用地球”。

最有可能給我們帶來驚喜的星球

Kepler-22b是著名“勞模”開普勒望遠鏡發(fā)現(xiàn)的一顆可能適宜居住的行星，距 離地球大約600光年。根據(jù)天文學(xué)家的計算，這顆行星的半徑大約是地球的2.4倍， 且恰好位于它所圍繞的那顆恒星的宜居帶內(nèi)。如果Kepler-22b的性質(zhì)與地球相似，那么，在其地表就可能存在生命生存所必需的液態(tài)水，自然也有可能成為一些生命體的家園。

Kepler-186f也是開普勒望遠鏡的著名發(fā)現(xiàn)之一，距離地球大約500光年。Kepler-186f是其所在恒星系中的第五顆行星，體積跟地球相似，且位于所在恒星的宜居帶內(nèi)。另外，根據(jù)研究人員的分析，Kepler-186f跟地球類似，轉(zhuǎn)軸傾角似乎也能保持穩(wěn)定，這表明Kepler-186f也許同樣可以定期季節(jié)更替。

而HD 40307g距離地球大約42光年，因為同樣位于其所圍繞的恒星宜居帶內(nèi)，所以也讓人們有了更多的期待。

除了以上介紹的3顆行星，Gliese 581g、Gliese 667Cc、HD 85512b等行星存在生命的可能性也都比較大。