在銀河系內，至少有 3 億顆宜居行星在圍繞著類日恆星公轉。這項研究成果發表於《天文學雜誌》，是由來自美國國家航空航天局、搜尋地外文明計劃（SETI）研究所和世界各地其他科學家合作完成的。
搜尋宜居行星的思路是，按照地球和太陽的參數，在銀河系內尋找類似的恆星系統，找到那些位於宜居帶上的 「宜居行星」。這些潛在的宜居行星至少要滿足兩個條件：一是其公轉的恆星和太陽具有相近的溫度和年齡；二是行星距離該恆星距離與地球到太陽距離相當，即在宜居帶上。
在宜居帶上並不代表該行星宜居，但存在宜居的可能性。具體來說，宜居帶就是圍繞恆星軌道的帶狀區域，這個區域內的行星，其大氣壓強和獲得的熱量能夠支撐液態水存在，因此被稱為宜居帶。
位於宜居帶是宜居的必要不充分條件。但這確實是一個尋找適合人類生存的第二家園的方法。
克卜勒計劃的使命
這次科學家的最新研究成果，是基於克卜勒太空望遠鏡在 2009-2018 年之間收集的系外行星數據得出的。
圖｜克卜勒望遠鏡 （來源：NASA）
克卜勒太空望遠鏡在 2009 年 3 月由 NASA 發射升空，它的使命就是搜尋繞其他恆星運轉且與地球大小相似的行星。通過使用光度計，在固定視場內連續監測 15 萬顆恆星的亮度，這些數據隨後傳輸回地球進行分析。該計劃壽命最初定為 3.5 年，但是由於望遠鏡持續出現故障，整個計劃一再延長，直到 2018 年，克卜勒望遠鏡正式宣布退休。
雖然命途多舛，克卜勒望遠鏡依然獲得了大量有價值的數據和觀測結果。克卜勒計劃在一生中觀測到了 53 萬多顆恆星，並發現了 2800 顆系外行星。在 2015 年，NASA 公布了克卜勒發現的位於宜居帶的 4 顆行星數據。其中，克卜勒 438b、克卜勒 442b 和克卜勒 452b 接近地球大小，可能是巖石。第四個是克卜勒 440b，是超級地球。
圖｜克卜勒 440b 系外行星與地球相對大小 （來源：NASA）
這些行星有一個共同點，即可能存在液態水。例如克卜勒440b，其距離地球850光年，半徑是地球的1.86倍，其軌道在宜居帶上。
雖然克卜勒的使命完結，但後續的數據分析工作還在持續進行。這一次，科學家處理了克卜勒數據中推斷出來的一些棘手問題，特別是到底在銀河系中有多少類日恆星公轉軌道上有宜居行星的問題。在此前，相關研究給出的答案不一，從不足 1% 到超過 100%（一顆恆星周圍存在多個宜居行星）都存在。
導致分析結果懸殊主要有兩個原因：數據不完整，以及克卜勒數據集中存在錯誤的檢測結果。這一次，參與數據分析的科學家們首次使用了完整的克卜勒系外行星數據集，還是用了蓋亞（Gaia，即歐洲航天局繪製銀河系恆星的任務）提供的恆星數據。這一切都有助於提高最終結果的準確性，降低不確定性。在此之前，科學家們花了數年時間分析克卜勒數據以剔除不確定性因素，確保只剩下真正的系外行星。
加州 NASA 艾姆斯研究中心的史蒂夫布萊森負責這項新工作。它的團隊確定了銀河系中類日恆星的形成率和可能有巖質行星（半徑是地球的 0.5 到 1.5 倍）繞其公轉的恆星數量，以及巖質行星宜居的可能性。
圖｜系外行星概念圖 （來源：東方 IC）
根據布萊森和他的團隊預測，平均而言，銀河系中 37%-60% 的類日恆星至少有一顆可能宜居的行星繞其公轉。樂觀的話，這一數字可能高達 88%；保守估計，這一數字將降低到銀河系中類日恆星的 7%(即 3 億顆)。研究團隊在這一基礎上預測，距離地球 30 光年的範圍內，有宜居行星繞其公轉的類日恆星達到 4 顆。
布萊森對此評價說：「克卜勒任務最初目標之一就是把這個數字精確的計算出來，我們也一直打算這麼做。」 言外之意，布萊森等人終於完成了克卜勒定下的最初目標，雖然距離克卜勒望遠鏡退休已經過去了 2 年。
行星的宜居性和其表面是否存在液態水相關。大多數研究通過測量系外行星和朱恆星距離來判斷，距離過近或者過遠都不合適。根據布萊森的說法，當觀測一顆特定恆星時，可以通過其亮度判斷它對周圍行星傳遞的熱量，以此判斷是否宜居。布萊森還強調，如果只依靠距離判斷，是不精確的。除此之外，他的團隊還會直接測量行星的真實溫度。
儘管布萊森團隊表示這項研究的不確定性比此前要小，但依然很大。這主要是以為系外巖質行星的樣本太小了。克卜勒確定了 2800 多顆系外行星，其中只有一部分圍繞類日恆星公轉，用這個數字推斷銀河系中其他數億顆這樣的行星精度不理想。
但這只是第一步。克卜勒計劃的全部意義在於，讓科學家弄清楚應該把更多的資源投入到什麼星體的研究中，才能找到地外生命。因為資金、設備和觀測時間都是有限的。同時，這些工具 (如美國宇航局的詹姆斯韋伯太空望遠鏡和歐洲航天局的柏拉圖望遠鏡) 可以用來確定一個可能宜居的系外行星是否有大氣或任何潛在的生物特徵，而這類研究可以幫助工程師設計更適合執行這些任務的望遠鏡。
尋找第二家園前提是保護好地球
克卜勒衛星在 2018 年退休後，NASA 緊接著啟動了 TESS（Transiting Exoplanet Survey Satellite）計劃。TESS 指的是太陽系外行星調查衛星，於 2018 年 4 月由 SpaceX 的獵鷹 9 號火箭發射至預定軌道。相比克卜勒衛星，TESS 掃略的太空面積擴大了 400 倍。
TESS 配備了四個廣角望遠鏡和電荷耦合器件（CCD），每兩周將數據傳輸回地球。其還能傳輸有效曝光時間為兩小時的全幀圖像，科學家能夠以此搜索到意外的瞬態現象，比如伽馬射線爆發。
截止 2020 年 5 月，TESS 已經識別出 1835 個候選的系外行星，其中 46 個得到了確認。
人類從來沒有停止對地外文明和除地球外第二家園的探索，雖然這個過程充滿了挫折而且經常是一無所獲。就在今年九月份，《澳大利亞天文學會出版物》（Publications of The Astronomical Society of Australia）雜誌上的研究報告顯示，澳大利亞科廷大學研究人員使用 4096 天線陣列對廣泛的太空區域進行掃描，希望能捕獲外星文明的無線電傳輸信號。在掃描了 1000 萬顆恆星後一無所獲，這次搜索的範圍是有史以來最大的一次。
因此，人類不禁要問，是否存在和地球一樣適合人類居住的系外行星，或者說，是否存在地外文明？
科學家對此有過諸多的討論。一種解釋叫 「地球特異性假說」（Rare Earth hypothesis），支持該理論的人認為形成生命需要多種事件和因素結合到一起，這意味著地球可能是宇宙中一個孤獨的存在。
還有科學家認為，雖然外星文明可能很普遍，但是他們無法穿越星際距離，或者在掌握該技術之前就會毀滅。
根據德國天體物理學家和射電天文學家塞巴斯蒂安馮霍納（Sebastion von Hoerner）的說法，人類文明平均持續時間為 6500 年。在此之後，會由於外部原因或者內部原因（精神或物理上退化）而消失。
三十年前，「旅行者一號」 飛抵太陽系邊緣，在永久關閉攝像頭之前，NASA 操控它回頭為太陽系拍攝了一張 「全家福」。在照片中，地球是一個 「暗淡藍點」，只佔 0.12 個像素。
圖｜「暗淡藍點」 照片
美國著名天文學家卡爾薩根在其著作《暗淡藍點》中，有這樣一段話：
「再看看那個光點吧。那是此地，那是家園，那是我們。你所愛的每一個人，你所知的每一個人，你所聞的每一個人，曾經存在的每一個人，都在它上面度過一生。我們的悲喜相加，千百個自以為是的宗教、意識形態和經濟學說，每一個獵人與強盜，每一個英雄與懦夫，每一個文明的締造者與毀滅者，每一個國王與農夫，每一對青春愛侶，每一對母親父親，憧憬的孩童，發明家與探險家，每一個德行崇高的教師，每一個貪汙腐敗的政客，每一個 「超級明星」，每一個 「最高領袖」、人類歷史上的每一個聖人與罪人，都住在這裡 —— 一粒懸浮在陽光中的微塵。」
人類探索宇宙的腳步不會停止，尋找地外文明和第二家園的宏偉計劃也會一代代繼承下去。但與此同時，保護好這唯一的 「暗淡藍點」 顯得更為重要 —— 因為這是迄今所知的唯一家園。