有95%的概率，20光年內存在另一顆「地球」，我們可能不孤單

地外生物，聽起來是一個既陌生又熟悉的概念。我們經常思考他們到底在哪裡，卻又從來沒有真正見過。

（圖片說明：克卜勒太空望遠鏡）

迄今為止，科學家已經在宇宙中尋找到了四千多顆系外行星，另外還有五千多顆等待確認。更多的研究表明，行星在銀河系應該非常普遍，大部分恆星都極有可能擁有自己的行星。考慮到銀河系有1000億-4000億顆恆星，即使地球這樣宜居環境出現的概率再多，銀河系中宜居的行星應該也不在少數。

對於目前的我們來說，想要確認這個數字仍然是不可能的。在人類航天科技達到如此先進的程度之前，我們只能通過已知的一些信息和理論，來對這個數字進行估算。

為了進行這項工作，國外一組研究人員利用了美國宇航局的克卜勒太空望遠鏡和歐洲航天局的蓋亞衛星兩大項目數據作為支持，從而完成了這個估算。

（圖片說明：蓋亞衛星）

克卜勒太空望遠鏡在2009年發射升空，旨在尋找宇宙中的系外行星並進行相關的探測、分析，迄今為止人類發現的大部分系外行星都是它完成的。2018年，克卜勒太空望遠鏡退役，但它留下的數據依然足夠科學家在相當長的時間裡分析和發現。

蓋亞衛星是歐洲航天局在2013年發射升空，它的任務是對銀河系內數十億顆恆星進行觀測，了解它們的基本信息，繪製一幅史無前例的銀河系地圖。通過蓋亞衛星的觀測數據，科學家能夠了解系外行星接收到宿主恆星的光子通量，這個數據可以反映出行星的表面溫度。

為什麼表面溫度如此重要呢？

（圖片說明：克卜勒-186f是銀河系中最著名的超級地球之一）

儘管目前我們知道一顆行星想要孕育生命，可能需要滿足的條件非常多，如大氣層、磁場、甚至是大衛星等等，但是得到公認並且最重要的因素，仍然是液態水。

NASA戈達德太空飛行中心的科學家Ravi Kopparapu參與了本次研究，他指出：「長期以來，我們都知道一個非常簡單明確的宜居性定義標準，那就是行星和宿主恆星之間的距離，要使它不會過冷或過熱，這就給我們提供了很多的假設條件。而蓋亞衛星的恆星數據，給我們審視這些行星及其宿主恆星提供了一個全新的視角。」

實際上，科學家們不止一次設想過這樣的研究，可是進展卻相當有限。這裡面有很多因素：首先就是行星宜居性的影響因素過多，科學家們需要多方面考慮。

例如：在考慮一顆行星的宜居程度時，我們還要考慮到恆星的亮度和它所發出的光的種類之間的關係。宇宙中一些質量極大、亮度極高的恆星，通常會發出藍色、紫外線、X射線和伽馬射線等波段的輻射，而這些輻射的能量都非常高，對於周圍的行星來說是巨大的威脅，會殺死其表面的生物。

相對應的，質量比較小、亮度也比較低的恆星，則更多地會在紅色、紅外線或無線電波等微波頻段發出輻射，這種輻射對於生物來說相對更溫和一些。以我們的太陽為例，它的光譜主要集中在黃色和綠色上。

科學家面臨的問題，還不僅僅是繁雜的限制因素。更重要的是，目前人類的觀測能力看似很強，但是這些望遠鏡仍然有很多的不足，許多科學家們十分想了解的信息它們都無法獲取。因此，相關的估算工作一直被拖延下來。

因此，即使是本次研究，科學家們也沒有實現特別完美的約束，而是化繁為簡，從一些目前看來必要且人類可以觀測的角度作為參考。

首先，研究人員對行星的宿主恆星進行了限制：

1. 和太陽同屬於G型恆星，也就是通常所說的黃矮星；
2. 年齡和太陽類似，大約是46億年；
3. 溫度和太陽比較接近，太陽的溫度大約是5700K，這些恆星的變化範圍不超過正負815℃。

接下來，他們對行星進行了約束，其質量必須在0.5-1.5地球質量之間，這可以保證它是巖石行星，有固體表面供生物生存。

（圖片說明：不同類型恆星周圍的宜居帶範圍）

在這些因素之上，研究人員又衡量了這些行星的光子通量。所謂的通量，指的是某個物理量在單位面積上施加的量，光子通量衡量的就是行星能夠接收到的輻射量，這與它表面溫度有著密切的關係，決定了水能否以液態形式存在。

此外，研究人員還考慮到了大氣層對行星接收光照的影響。如果大氣層過濃、雲層過厚，會反射掉大量的輻射，就像金星一樣，這也會影響到行星的溫度。在這方面，他們沒有獲得太多確切的數據，但是分別從保守和樂觀的角度進行的估算，發現類太陽恆星周圍的巖石行星中大概有50%或75%的可能性擁有液態海洋。

（圖片說明：擁有液態海洋的系外行星假想圖）

不僅如此，他們還有更加驚人的估算結果：，銀河系內竟然可以篩選出多達3億顆可能的宜居行星。進一步的估算尤其令人驚訝：在太陽系方圓30光年以內的區域範圍就可能有4顆這樣的宜居行星，其中最近的一顆距離我們甚至不足20光年！

NASA艾姆斯研究中心的研究員Steve Bryson是本次研究的主要作者，他興奮地介紹說：「克卜勒望遠鏡告訴我們：銀河系內有數十億顆行星，而如今我們知道其中相當大一部分都是巖石行星，而且適宜生存。雖然這個數據離最終我們要的結果還有很遠，而且行星表面的液態水也只是影響生命的眾多因素之一，但在如此高的置信度和精確度下，計算發現這樣的世界如此普遍，也足夠讓我們興奮不已。 」

愛因斯坦在相對論中指出：宇宙中沒有任何物質能夠超過真空中的光速。因此，光速就像是一個牢籠，將人類束縛在了宇宙中的一隅。如果真的在20光年以內有一顆像地球一樣宜居的行星，至少當我們的太空飛行器具備足夠能力的時候，能夠在我們有生之年完成一次航行。

如果那顆行星上有生命，我們有希望能夠去看看他們到底是什麼模樣。就算沒有，至少未來也是人類的另一個殖民地。當然，前提是本次研究足夠準確……