銀河系中可能存在高達60億顆類地行星

2021-01-10 天文在線

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我們一直致力於去發現是否有像我們地球一樣可以孕育生命的行星,隨著技術的發展,天文學家傑米·馬修斯,可以估算出銀河系中類似地球的行星的數量,這些計算返回了最多60億顆類似地球這樣的系外行星

在整個宇宙中,我們只知道一顆星球能夠承載生命,那就是地球。因此當我們在探尋系外行星是否適合生命生存的時候,我們尋找的大部分是:一顆以某一適當距離繞著恆星旋轉的巖質行星,這樣既不會過於炎熱也不會過於寒冷以至於液態水無法在留存在行星表面。

為了計算出銀河系中外星生命存在的概率,一種方法首先是對其中符合以上要求的系外行星的數量有一個合理的估計。

天文學家們在經過了數年的系外行星數據收集後,經過重新計算得出銀河系中大概有60億圍著恆星旋轉的類地行星。

「根據計算,每個G型恆星的類地行星上限為0.18個,」來自加拿大英屬哥倫比亞大學天文學家米歇爾·邦本說。(讀者或許記得在近期邦本在克卜勒數據中發現了高達17個系外行星。)

「估計出不同恆星通常都擁有哪種不同的行星能夠為行星的行成與演化理論提供重要的約束條件,並且能夠幫助優化未來尋找系外行星的任務。」

隨著科技的進步,我們發現的太陽系外行星的數量在迅速增長。迄今為止,我們確認了4164顆系外行星,並且這個數字仍在增長。

但是,比起銀河系中可能存在的所有類地行星來說,這也只不過是茫茫大海中的一滴水而已。據估計銀河系中約有1000億至4000億顆恆星,其中大約有百分之七像我們星系的太陽:為G型主序星。

然而,到目前為止我們所發現的大部分系外行星都為大型氣態行星或是大型氣態行星,就像木星和海王星。因為通過如此遙遠的距離直接觀測這些行星存在著難以想像的困難,我們觀測的是它們對它們圍繞著的恆星產生的影響。較小的如同地球、火星一樣的巖質行星,由於它們產生的影響更小,信噪更低,所以更難以被發現。

所以銀河系中還存在著大量類地系外行星且遠超過我們至今已發現的是非常有可能的。為了給這些還未被發現的行星留出位置,團隊使用了一項名為正演模擬的技術基於模型參數模擬數據,且應用在了克卜勒行星探測太空飛行器在2009年到2018年運行期間研究過的一組20萬顆恆星中。

「首先我需要模擬出環繞著克卜勒探測到的恆星的所有行星,」邦本說。

「依據我編寫的的行星搜尋算法所能夠計算出的類地行星的結果依次在每顆行星上標註『已發現』或者『未發現』。然後我把模擬結果中的已發現行星與實際行星數據進行比對。如果模擬結果比較吻合,那麼模擬的結果可能就能夠較好地代表實際圍繞著這些恆星旋轉的行星數量。」

通過這種方式,邦本和她的英屬哥倫比亞大學的同事,同為天文學家的傑米·馬修斯,或許能夠估算出銀河系中類地行星的數量。他們將質量範圍劃在了地球質量的0.倍至1.5倍,將圍繞著G型恆星公轉的距離限定在了0.99至1.7個天文單位(縮寫為AU,天文單位,地球與太陽間的距離)。

若採用銀河系內G型恆星的上限進行估計——此數值也非常難以確定——計算結果將最多產生60億這樣的系外行星。

當然,實際數值可能會比這要小一些。並且這並不能確保這些行星上將存在生命或者適宜生命的生存。畢竟火星距離太陽1.5個天文單位,而那裡了無生氣,連枯枝敗葉都沒有。

不過這些數值能夠進行新的研究,一是本次對這一系列行星的研究,二是理解在這片古老而又遼闊的空間中我們本身的存在。

作者: MICHELLE STARR

FY: 蘋果樹下

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