NASA發現距離最近的「另一個地球」!條件如何?怎麼才能到達?

2020-12-24 星辰大海路上的種花家

關於宜居行星已經不是第一次發現了，後期專業搜索行星的克卜勒望遠鏡發現的宜居行星都多的不要不要的，比如曾經熱乎了好一陣子的超級地球：克卜勒452b，很可惜它在距離1400光年以外，但此次發現的TOI 700 d行星卻不一樣，距離地球只有100光年，這使得各位暗淡下去的眼神有一次閃亮起來！

100光年外的TOI 700 d行星

TOI-700 d是何方神聖？

這是2018年4月18日發射的凌日系外行星巡天望遠鏡的有一個傑作，TESS是它英文的縮寫，此前它已經發現了不少行星，但距離如此之近（距離只有 101.4光年），和地球如此相似的行星還是相當罕見的，我們簡單來了解下TOI-700 d！

多行星系統的TOI-700星系

TOI-700 d半徑大約是地球的1.19倍，質量大約是地球的1.72倍（看起來和地球還真差不多），位於母星TOI-700的宜居帶上，大約37.42天環繞母星一周，簡單的說TOI-700 d上的一年大概只有地球一個多月，當然這並沒有什麼關係，因為公轉周期和距離並不是一顆行星是否在宜居帶的關鍵指標，跟這個相關的是它的母星是一顆怎樣的行星！

TOI-700是一顆紅矮星，質量和半徑都只有太陽的40%，這個數據有些詭異，但當前給出數據只有這些，直徑和半徑都大大小於太陽，這決定了它的表面溫度遠比太陽低，大約只有3000K，該恆星活動程度比較低，這是一個非常重要的參數，等下我們再繼續詳細分析！

TESS是怎麼發現這顆行星的？

肯定不是直接搜索發現的，我們從TESS名字縮寫就可以看出，它主要利用凌日法來搜索系外行星！現代望遠鏡搜索系外行星有兩種方式，一種是凌日法，另一種都卜勒法！如果是廣域搜索，那麼必定是凌日法，因為都卜勒需要詳細分析都卜勒頻移光譜，這個工作量非常大，選定目標後可以這樣操作，但普查明顯不合適！我們兩個都來介紹一下：

凌日法搜索行星

凌日法搜索比較簡單，即TESS對一個天區分割成多塊進行成像，一個周期輪流下來，然後和之前的照片中恆星亮度對比，如果發現恆星亮度有下降，那麼可能是一顆行星擋在了TESS和那顆恆星中間，TESS將會重點關照這些恆星，得到確切的信息後，根據恆星的光譜與距離，以及亮度下降的指標計算出行星的直徑，再輔以都卜勒法計算出這顆恆星的距離，判斷它是否在宜居帶內！甚至還可能在遮擋星光時分析光譜變化，看看行星是否有大氣層，甚至液態水等可能的條件！

都卜勒法搜索行星

凌星法只能用在TESS位於行星所在的黃道面時的搜索，但大部分時候TESS可能和行星所在的黃道面有一個角度，那麼凌星法就不好用了，只能用行星接近和遠離時的都卜勒頻移法來推算出是否存在行星，這種方法可以用在選定目標後的詳細觀測，普查顯然效率太低！

TOI-700 d的條件比地球還好嗎？

當然我們現在並不能判斷，但從現有的數據來看，至少有幾個參數是優於地球的，各位可以參考下，萬一發財了，下次一顆跟隨第一批星際艦隊移民TOI-700 d的！

TOI-700恆星的壽命要比太陽長得多TOI-700 d行星不會遭受母星的氦閃襲擊本來在紅矮星周圍有一個比較不確定的事件是，越小的紅矮星活動要比太陽這種黃矮星強得多，因此這會有一個問題，即行星早已在超級耀斑的活動下灰飛煙滅，當然至少生命是不太可能發生了！但TESS的觀測發現，TOI-700恆星活動非常穩定，當然40%的太陽太陽大小起到的因素更關鍵，因為這個質量剛好在小的紅矮星和中等紅矮星的分界線以上。

紅矮星和類日恆星結構差異

另外紅矮星不會有氦閃，因為太陽會將氫聚變後的氦元素堆積在內核，然後暫時又不能聚變，等到積累到一定程度又突然聚變，所以在太陽周圍是十分不安全的，所幸的是太陽的氦閃發生時間至少在幾十億年後，所以我們還不必擔心！而紅矮星則對流整顆恆星，因此氦元素不會堆積，即使未來整顆恆星都變成氦元素，那麼這些氦還是不會突然聚變，因為溫度不夠！所以TOI-700 d行星十分安全，當然等TOI-700恆星燒光氫，估計要數千億年甚至更久，所以TOI-700 d行星真是爽得不要不要的！

潮汐鎖定可能是TOI-700 d的命運

根據TESS給出的數據，TOI-700 d行星的半長軸為0.163 ± 0.015 AU，即距離恆星大約：2440萬千米的位置運行，而太陽系最近的水星距離大約是6980萬千米，大約只有水星公轉軌道的1/3強一些，而水星已經和太陽軌道共振，介於鎖定和非鎖定之間！

如果TOI-700 d被母星潮汐鎖定，那麼估計其命運就比較慘一點了，但紅矮星的宜居行星被潮汐鎖定可能是普遍現象，因為距離實在太近，當然也不是說就無法誕生生命，在晨昏線附近甚至更靠近一些的區域都可能誕生生命！

人類能移民TOI-700 d行星嗎？

當然按旅行者一號的速度的話，到達比鄰星都需要1萬多年，到TOI-700 d估計需要40多萬年，這可不是一個好消息，不過誰知道人類未來會發明出什麼好東西呢，沒有夢想怎麼行，萬一要是實現了呢？

代達羅斯核聚變飛船

比如當年提出的瘋狂的代達羅斯號核聚變飛船，儘管到現在核聚變還在天上飄，但這艘飛船的設計指標實在令人神往，能達到光速的10%，也就是說從現在出發，大部分人都能活著到達比鄰星和巴納德星！但到達TOI-700 d有點困難，因為要1000年以上，這是在不是個好消息！

進取號

咱不是還有進取號麼，科克船長的座駕，最高能達到199516倍光速，跨越銀河系也只要六個月，那麼到達TOI-700 d要多久呢？大約4.4345小時即可到達！

「二營長，把老子的進取號拉出來，我們要去郊個遊！」

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