每當抬頭看向天空,肉眼可見的天體除了太陽、月亮外就是星星了。這些星星在我們普通人眼中似乎只有亮暗、方位差別而已,但事實上它們有恆星、行星、衛星……等不同種類。根據天文學家的推測,整個銀河系裡估計有1000-4000億顆恆星,每個恆星系統又有自己的行星,意味著可能有數萬億個行星。以太陽為例,恆星內的行星大多數是無生命的和貧瘠的。那麼在這萬億顆行星中,有多少顆可能與地球類似呢?
為了弄清楚銀河系其他地方是否存在生命的可能性,首先必須對銀河系有多少顆類地行星符合這一要求進行合理的估計。據發表於《天文學》期刊的一項研究報告稱,銀河系至少有60億顆行星就跟地球一樣,有水有大氣。
根據定義,類地行星的大小必須大約等於地球、位於母恆星系統的可居住區域內(即宜居帶),可讓行星維持地表存在液態水,並具有孕育生命的可能。不過放眼整個宇宙,像地球這樣的行星比較容易被忽略,畢竟有點小而且距離恆星有點遠。而我們太陽系中的八大行星,只有水星、金星、地球和火星屬於類地行星,其他四大行星屬於類木行星。迄今為止,在人類20多年的探索發現生涯裡,已經確認了4164顆系外行星並且這個數目還在不斷增加,但這裡面大半部分都是類木行星。
為了合理估計類地行星數量,加拿大英屬哥倫比亞大學(UBC)天文學家米歇爾(Michelle Kunimoto)和天文學家傑伊米·馬修斯(Jaymie Matthews)領導的團隊使用一種新算法,重新分析克卜勒太空望遠鏡過去發現的系外行星總數(2009年至2018年),將類地行星定義為地球質量的0.75~1.5倍,以0.99~1.7天文單位(AU)的距離(即地球與太陽之距離)圍繞G型主序星運行。
按照銀河系1000到4000億顆恆星有7%類似於太陽的G型主序星(G-type star,即黃矮星)、每顆G型恆星的上限定為存在0.18個類地球行星的條件估算,團隊得出銀河系內約有60億顆類地行星,平均每5顆類太陽恆星就有1顆類地行星。
米歇爾表示:「首先用『正向建模』(forward modeling)的方法模擬了克卜勒搜尋的恆星周圍的系外行星的總數。根據行星搜索算法找到它們的可能性,將每個行星標記為『已檢測到』或『未找到』。然後將檢測到的行星與實際行星目錄進行對比。如果模擬結果非常接近,那麼得出的模擬結果非常接近實際情況。」另外團隊還將軌道周期小於100天、行星大小是地球的1.5到2倍之間作為參考因素。
當然實際上類地行星的數量可能會更少,而且不能保證這些行星都擁有生命、甚至可以居住。畢竟距離太陽只有1.5天文單位的火星,它是那麼的荒涼,以至於連根草都沒有。
到目前為止,有大約幾十個在宜居帶上接近地球大小的類地行星被發現,其中最接近地球的是「比鄰星 B」,距離僅4.2光年。如果能證實其存在大氣層,那麼它的表面就有可能存在液態水。外星生命很有可能就近在「家門口」……
—END—