原创《给地球找个兄弟》
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要成为地球的“兄弟”,行星需要满足哪些条件？现在,我们离这个目标还有多远?
宜居要有“兄弟相’
看行星和地球有没有“兄弟相”,是天文学家判断未知星球宜居与否的重要依据.
地球是一颗炫丽的蓝色星球.要与它相似,表面是否有液态水是首要因素.目前,对太阳系外宜居行星的研究仍主要关注液态水存在的环境.一颗系外行星的质量,其围绕恒星的光度和活动性,以及恒星与行星之间的距离,都需要满足一定条件,从而确保该行星能够拥有液态水.符合这些条件的行星,可以称为疑似宜居系外行星.
要考虑的第二个因素是行星表面物质状态.岩石,亍星是首选.一般认为大小在地球两倍以内的行星是岩石行星的可能性很高.
“裙带关系”漏天机
一个个地排查行星与地球是否有“兄弟相”,就像掀开一块块石头看底下有没有昆虫一样费时费力.资料显示,到201 8年人类已经发现近4 000颗系外行星,此外还有数千颗候选行星.
由于恒星是行星系统中的“主宰”,天文学家转换思路从“主宰”的角度研究宜居性.可以参考太阳系的行星给出一个大致范围,比如已知金星的情况以及它接受到太阳辐射量是地球的1.9倍,则可以认为接受到恒星辐射量超过这个数值的系外岩石行星温度过高而不宜居,辐射量下限则可参考早期火星.通过与其他参数共同推算行星表面温度,可得出一个恒星周围的宜居带,位于那里的行星表面极有可能有稳定存在的液态水.
在与恒星有某些特定“裙带关系”的区域内寻找宜居行星,成功概率更大.由欧洲南方天文台长期观测发现的比邻星b几乎符合所有的宜居条件.与恒星恰好的距离以及自身合适的大小,让比邻星b成为最有希望的宜居星球.天文学家预测那里可能拥有温和的大气、海洋、岩石.
寻找在曲折中前进
离错误的目标越近,离正确的目标可能越远.因此,在宜居行星的搜寻中,总会有不同的研究团队站出来唱唱反调.
在发现比邻星b后不到一年,就有研究团队表示,恒星巨大的耀斑很可能早就将这个星球上的生命“摁灭”在萌芽阶段.团队通过设计一个红矮星宜居带新模型,将红矮星可能频繁爆发耀斑的因素考虑在内,将比邻星b的距离、大小等因素模拟进模型中,研究耀斑产生大量X射线和远紫外线辐射对行星的影响.最终得出结论,耀斑可以剥离轨道行星大气层中分子的电子,驱逐构造生命的重要元素.
这个模型提出了新的观点：虽然红矮星这个“火炉”烧得不旺,但是靠得太近可能会使行星遭遇温度之外的其他危险.
在发现、质疑、再发现的循环中,天文学家还是对发现宜居行星充满信心.“应该说已经找到疑似宜居系外行星,接下来要依靠观测确认这些行星的宜居性.”有专家表示,“美国的詹姆斯·韦伯太空望远镜将有能力观测系外行星的大气,幸运的话,2020年发射后不久就会有消息,不走运的话要十年以上.后续跟进的系外行星搜寻计划将在不久的将来发现成百上千颗恒星附近的岩石行星,为更进一步通过观测了解系外行星的宜居性和生命信号提供重要目标.”
（责任编校／曾向字）
地球论文参考资料：
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