揭開宜居星球的面紗,繼地球後可居住的行星或將在未來被探尋

外太空裡有沒有繞著遙遠的恆星旋轉的行星，比地球還適合居住的那種？它們會不會歷史更悠久，個頭更大，氣候更溫暖溼潤，所繞轉的恆星壽命更長？現在，天文學家們已經識別出24顆可能超級適合居住的行星。

圖為藝術家創作的克卜勒-186f概念圖。它是在其母星宜居區發現的類似地球大小的第一顆行星，位於天鵝座，距離地球500光年。某些類似這樣的行星，以及所謂「超級地球」，可能是超級宜居的，甚至比地球還適合人類居住。圖片來源：美國宇航局Ames學院（NASA Ames）/地外文明搜索研究所（SETI institute）/加州理工學院噴氣推進實驗室(JPL-Caltech)

地球充滿了生機，舉目四望，形形色色的動植物都以這顆小小的藍色星球為家。科學家甚至在條件最艱苦的地方也發現了微生物——就是那些極小的生物。我們常常把地球的宜居性視作理所當然，可能會認為，我們這顆行星如此美麗，豐富多樣，一定就是全宇宙最適合生活的地方了吧。事實或許並非如此？

2020年10月5日，來自華盛頓州立大學的研究者發表了新的研究，宣稱外太空很可能有比地球更加適宜居住的行星。在4000顆目前已知的地外行星中，研究者已經把目標縮窄到24顆超宜居行星候選人身上。

解釋其理由的新論文已經過同行評議，於2020年9月18日發表在天文生物學（Astrobiology）期刊上。

如論文所述（論文摘要）

事實上，生機勃勃的地球使得探詢星系中是否還可能有更適宜生命的行星變得奇怪。即使忽視這類超宜居行星的可能，而以人類為中心和以地球為中心的偏見也是應該被考慮的。最重要是來自太陽系以外生命的觀察和研究，該研究被有效執行在聚焦以超宜居行星替代類地行星上。我們探討恆星-行星系統區域的天體物理參數範圍，可以考慮到有行星甚至比地球對生命更有益。我們以確定那些參數及其最理想的分類為目標，其中一些可激發天體物理效應，而其他則是基於我們行星的居住習慣與自然歷史。而其中一些還遠達不到太陽系外行星上觀察測試的條件。我們仍然可以在目前所知超過4000顆系外行星中篩選出前24顆作為超適宜居住行星的候選者。事實上我們探討的是，關於系外生命的研究，潛在的超宜居行星應比大多數類地行星獲得更高的跟蹤觀察優先權。

（點擊查看大圖）圖表顯示已被研究學者確定認可的24顆潛在超宜居外行星（標籤所示）。圖源： Schulze-Makuch et al./Astrobiology

以科學家Dirk Schulze-Makuch為首的一項新研究，聲明中寫道：

有時候很難傳達超宜居行星的本質根源是什麼，因為我們認為我們的星球是最好的。我們有數以萬計複雜而各異的生命形式，其中有許多生存在極端環境之中。各種生命宜居是好事，但不意味著我們就有了所有最好的。

根據研究，此類恆星可能比地球更老、更大，氣候更溫暖，當然可能更溼潤。他們圍繞比太陽更老、壽命更長的恆星運行更有所幫助。我們的太陽恆星壽命為100億年，複雜的生命進化歷程出現之前它已度過了漫長的40億年，其它恆星則有更長的時間用來進化出更多的生命形態。

那麼，研究人員是如何得出這些結論的呢？他們又是如何決定出24位最佳人選呢？舒爾茨.馬庫斯奇的合作者太陽系研究所的天文學家勒內.海勒和維拉諾瓦大學的愛德華·吉南從恆星系統著手，在這些系統中，巖石狀的類地行星在宜居帶運行，研究宜居行星、類恆星區域，溫度可以允許液態水存在的範圍，他們從克卜勒天體興趣系外行星檔案中選擇了這些凌日系外行星。這些恆星中有很多是G星，與我們的太陽相似，有相似的壽命，因此研究人員還觀察了K星，即橘紅色矮星，它們大氣層內溫度、亮度更低，不像類太陽恆星那樣理想，但他們有一個很大的優勢：它們的壽命在200億到700億年之間。如果生命始於圍繞K矮星運行的行星，那麼它將比迄今為止地球上的生命有更多的時間進化。

因此，較老的行星更好，但它們也不應該太老。最終，它們將耗盡內部的地熱熱量，失去具有保護作用的地磁場。那麼，宜居行星的理想年齡是多少？研究人員說，一顆行星「最佳年齡」大約是50億到80億歲。我們的地球只有45億年的歷史。 克卜勒-69c的藝術概念圖，它是24顆超宜居行星之一。位於一處類太陽恆星宜居帶，距離地球2700光年，即天鵝座。圖片來自於美國國家宇航局/美國國家宇航局埃姆斯/加州理工學院-噴氣推進實驗室(JPL-caltech)/T.派爾

太空人們確定了24個可能的超級宜居世界，還有什麼其他因素可以使一個行星特別適合居住呢？

根據研究人員的說法，這個行星應比地球略大，大約大10%。這樣的世界有更多宜居的陸地空間。並且，如果一個行星相當於地球1.5倍的質量，那麼行星內部的放射衰變會持續更久地提供溫度，更強的重力還會幫助這個行星更久地保持其大氣。

那水呢？地球上的所有生命體都需要水來維持生存。這些行星比地球略溫暖一點，擁有更多的水分，表面平均溫度比地球高8華氏度左右(5攝氏度)，也更加適合居住。即使在地球上，更加溫暖潮溼的熱帶雨林也比其他地區擁有更多種類的生命體。

截至目前為止，即使研究人員試驗性地確認了24位候選行星，自從科學家們目前估測到有數以億計的行星在我們的星系獨立存在著，或許還會有更多的候選者。它們大部分是超級地球，比地球大，但小於海王星。它們中的一部分擁有作為超級宜居世界理想的尺寸和質量。

來自美國華盛頓大學的Dirk Schulze-Makuch是這個新研究的第一作者。

通過NASA/Bill Ingalls（NASA官方攝影師）/美國華盛頓大學的圖像。它們中的多少個行星確實宜居甚至超級宜居？只有更進一步的研究來輔助回答這個問題，而最新即將到來的太空望遠鏡，例如詹姆斯韋伯太空望遠鏡，將會分析這些世界中的大氣並尋找生物信號。Schulze-Makuch說：「隨著下一個太空望遠鏡的出現，我們將會獲取到更多信息，所以挑選目標是很重要的。我們必須聚焦於最能為複雜生命體提供有希望的環境的某一行星。

但是，我們必須謹慎於不被拘泥在尋找第二個地球，因為有可能有比地球更適合生命體存活的行星。接下來的幾年將會是外星球研究的令人激動的時候。每個發現都帶領我們抱有希望的接近找到太陽系外生命體的第一個證據。生命體的多樣性僅僅在地球上就已經令人吃驚，如果有除此之外的超級宜居行星，那裡存活著的生命形式或許是我們意想不到的。」

底線：科學家們確認了24個或許比地球更適合生命體生存的超級宜居行星。

作者：Paul Scott Anderson

FY：Astronomical volunteer team

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