在最近的《天體生物學》雜誌上發表的一篇論文,題為:「尋找比地球更好的行星:超宜居世界的頂級競爭者」(In Search for a Planet Better than Earth: Top Contenders for a Superhabitable World),詳細介紹了一些行星可能比地球更適合生命。論文指出,地球不一定是宇宙中最適合生命的行星。研究人員確定了太陽系之外的20個行星,它們的狀況可能比我們的地球更宜居,其中一些軌道恆星甚至可能比我們的太陽還要好。
華盛頓州立大學科學家、德克·舒爾茲-馬庫奇(Dirk Schulze-Makuch)領導的團隊詳細研究了潛在的「超宜居」行星的特徵,其中包括比地球更老、更大、稍暖和、可能更溼的行星,比地球最適合生命,所圍繞的恆星比我們的太陽更長壽。
舒爾茲-馬庫奇說,這24個超宜居行星的距離都距離我們100光年,這項研究可以幫助集中未來的觀測工作,例如NASA的James Web太空望遠鏡、LUVIOR太空天文臺和歐洲航天局的PLATO太空望遠鏡。
他說:「隨著下一個太空望遠鏡的出現,我們將獲得更多信息,因此選擇目標很重要。」 「我們必須專注於某些具有最有希望實現複雜生命條件的行星。但我們必須謹慎,不要被困在尋找第二個地球上,因為可能存在比我們更適合生命的行星。」
在這項研究中,專門研究行星可居住性的地球生物學家舒爾茲-馬庫奇與普朗克太陽系研究所的天文學家一起,合作確定了超可居住性標準,並在我們太陽系以外的4500顆已知系外行星中進行了搜索與優選。宜居性並不意味著這些行星肯定具有生命,而僅僅是有利於生命的條件。
研究人員從克卜勒系外行星的系外行星檔案庫中選擇了行星星狀系統,其行星可能在宿主恆星的液態水可居住區域內運行。
太陽是我們太陽系的中心,但它的壽命相對較短,不到100億年。花了將近40億年的時間才能在地球上出現複雜生命形式,所以許多與我們太陽相似的恆星(稱為G恆星)可能會在耗盡複雜生命之前耗盡燃料。
除了研究具有更冷的G星系統之外,研究人員還研究了K矮星系統,這些矮星比我們的太陽更涼爽、質量更輕、發光更少。K星具有200億到700億年的長壽命優勢。這將使軌道上的行星變老,並給生命更多的時間來推進目前地球上發現的複雜性。但是,為了易於居住,行星不應太老,以至於耗盡了地熱並缺乏保護性的地磁場。地球大約有45億年的歷史,但研究人員認為,生命的最舒適點是擁有50億至80億年歷史的行星。
大小和質量也很重要。比地球大10%的行星應該擁有更多可居住的土地。一個大約是地球質量的1.5倍的物質將被期望通過放射性衰變保留其內部熱量的時間更長,並且還將具有更強的重力以在更長的時間內保持大氣層。
水是生命的關鍵,水會有更大幫助,尤其是以溼氣、雲層和溼氣的形式。總體上略微溫暖的溫度,比地球平均高約5攝氏度的平均表面溫度以及額外的水分,將使生活更美好。在熱帶雨林中,比起較冷、較乾燥的地區,這種溫暖和潮溼更適合生物多樣性。
在這24個頂級行星候選者中,沒有一個能夠滿足超宜居行星的所有標準,但是其中一個具有四個關鍵特徵,這使其可能比我們居住的星球要舒適得多。
舒爾茲-馬庫奇說:「有時很難傳達這種超宜居行星的原理,因為我們認為我們自己擁有最宜居的行星。」 「我們有許多複雜多樣的生命形式,有可適應性的生活環境,這是件好事,但這並不意味著我們的星球就擁有最好的一切。」
參考:Dirk Schulze-Makuch et al, In Search for a Planet Better than Earth: Top Contenders for a Superhabitable World, Astrobiology (2020). DOI: 10.1089/ast.2019.2161