3億顆宜居行星？銀河系中，生命真的有這麼普遍嗎？
2020-11-01 姿勢分子knowledge1960年，美國科學家弗蘭克·德雷克提出了著名的德雷克方程，告訴我們該如何推測銀河系中智慧生命存在的概率和數量。
這個方程分為兩部分，其中前半部分可以推算出銀河系中宜居行星的數量，而後半部分計算的則是宜居行星上出現像人類一樣的智慧生命的概率。
但是，雖然這個方程已經足夠明確了，對於我們來說依然存在著很多的未知。受限於目前的科技水平，我們也很難確定每一個參數的數值應該是多少。因此，銀河系中智慧生命的數量，目前仍然是一個十分遙遠的答案。
最近，科學家們取得了一定的進展。憑藉著已經退役的克卜勒太空望遠鏡所遺留下來的數據，得到了一個驚人的答案：銀河系中大約有3億顆恆星有機會幫助它周圍的行星孕育生命！
那麼，如此驚人的數據，到底是從何而來的呢？
克卜勒太空望遠鏡是美國宇航局在2009年發射升空的一架專門用於尋找系外行星的設備。在它9年半的生涯中，克卜勒太空望遠鏡對10萬顆恆星進行了觀測，收集了大量的數據，幫助人類找到了許多系外行星。2018年10月，它正式退役，但留下的數據卻仍然足夠讓科學家分析許多年。
美國宇航局埃姆斯研究中心的天文學家Steve Bryson指出：「克卜勒告訴我們，銀河系中有數十億顆行星，如今我們知道，其中有很大一部分都是巖石的宜居行星。雖然這個數字不是最終的結果，並且液態水也只是支持生命的許多因素中的一種，但是我們能夠以如此高的置信度和精確度計算出這樣的世界非常普遍，也足夠讓我們興奮不已。」
目前來說，科學家們在尋找系外宜居行星時，仍然不得不以地球為主要參照。即使忽略掉大衛星、氣體巨星等小因素，但有三點是判斷行星宜居性所必須考慮的：
- 巖石行星，擁有固體表面支持生命穩定發展；
- 繞著類似於太陽的宿主恆星公轉，其溫度不高不低，也不會有強烈的輻射傷害生物甚至剝離行星的大氣層；
- 行星位於宜居帶，保證水能夠以液態的形式存在，作為溶劑支持各種和生命相關的化學反應。
克卜勒太空望遠鏡的主要工作之一，就是幫助我們尋找符合這三條要求的系外行星。Bryson和他的團隊正是利用克卜勒在2009年5月至2013年5月這四年間的所有數據，對符合要求的系外行星數量做了迄今為止最深入的一次估算。
第一步，就是確定系外行星的數量。在這段期間，克卜勒一共發現了4034顆候選系外行星，其中2300顆最終得到了確認。不過，由於巖石行星比氣體行星要小得多，因此相對也更難被發現。
克卜勒尋找系外行星的方法就是我們常說的凌日法，也就是根據系外行星運行到宿主恆星和地球之間是對宿主恆星亮度產生的影響來發現它們的一種方法。但是這裡有一個問題，那就是有的行星太小，產生的亮度影響也比較小，以至於很難和宿主恆星本身的常規變化區分，導致被我們錯過；另一方面，有的時候又會出現假陽性，讓我們以為發現了系外行星，其實根本沒有。
好在，藉助一個名叫Robovetter的軟體的力量，他們能夠對一些問題進行修正。針對於軌道周期不足500天的系外行星，它可以明顯提高精確度，但是許多宜居行星的軌道可能比這更遠，它就愛莫能助了。
因此，他們選擇了另外兩個參數作為參考，那就是行星半徑和光子通量。所謂的通量，指的是某種物理屬性在單位面積通過的量，它可以描述這種物理屬性的強弱。以光子通量為例，通量越高，單位面積上接收到的光子（也就是恆星輻射的能量）更多，溫度也就越高。如果光子通量相對適中，那麼行星也就更有可能處於宜居帶內。
美國宇航局戈達德太空飛行中心的行星科學家Ravi Kopparapu介紹說：「我們一直都知道如何定義宜居帶，那就是簡單地以行星到宿主恆星之間的距離作為考量，可以確保它不會太熱也不會太冷。為此，我們做了許多的假設，而蓋亞衛星的恆星數據給了我們一個全新的視角，來審視這些行星和它們的恆星。」
憑藉著這些先進設備的數據，研究人員對可能孕育生命的行星進行了相關參數的設定：
- 質量在地球0.5-1.5倍之間，這可以保證它是巖石行星；
- 宿主恆星有效溫度在4800-6300開爾文之間（4530-6025攝氏度），比如我們的太陽就是5780開爾文（5507攝氏度）。
至於距離，要根據宿主恆星的溫度等信息來進行調整，才能保證行星位於宜居帶內。
最後的結果表明，這個溫度範圍內的恆星大約有一半都擁有巖石行星，而他們統計到的這些恆星數量，大概是3億顆。也就是說，如果我們真的審視整個銀河系內1000億-4000億顆恆星的話，得到的這個數字恐怕要大得多得多。
雖然這樣的恆星周圍處於宜居帶的巖石行星並非一定就能夠孕育生命，但是這至少已經滿足了生命所需要的基礎條件。至少在未來，我們可以更多地在這樣的系外行星上尋找地外生命。
當然，除了這些條件之外，我們還希望行星有氧氣、有較大的衛星、所在的系統內最好還有木星這樣的氣體巨星，這些因素都沒有在本次研究中被考慮。這也是類似的研究所要繼續探討的問題，它會將宜居行星的數量限制掉一部分，但是也可以讓我們更加精確地判斷哪顆行星更適合我們這樣的碳基生物生存。
除此之外，宇宙中佔據大多數的還是紅矮星，它們的溫度比這次研究的最低溫度還要低。它們的壽命更長，可以給自己的行星提供更多的時間來孕育生命。儘管它們的輻射讓科學家望而卻步，但如果紅矮星周圍被發現有輻射和溫度的雙重宜居帶，那麼銀河系超級地球的數量將會大幅增加。
至此，德雷克方程前半部分的計算，我們已經有了一些系統的嘗試。雖然它並不是最終結果，但是我們已經邁出了堅實的一步。至於後半部分，還有待於科學家進一步計算，才能確定銀河系中智慧生命的數量。至少從這項研究的結果來看，我們可以有一個樂觀的看法了。
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這就人類堅信有外星人的根本原因。因此在我們知道了宇宙的範圍之後，我們就在想宇宙中肯定存在著外星生命，而且它們存在的非常普遍，並且我們認為這些生命在很大概率上要比人類更加的先進。；目前這些探測器都已經飛出了太陽圈層，正在向銀河系中心進發，如果這些探測器最終被外星人捕獲的話，它們就會知道在銀河系距離中心大約3萬光年的地方，有人類的存在。 -
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所謂「宜居行星」，指的是適宜人類等地球生命生存的行星。我們所在的地球當然是一顆宜居行星，那麼在地球之外還有宜居行星嗎？，也就是位於恆星的宜居帶中，行星的表面才能不冷不熱，這樣才有形成生命的可能。該研究團隊對美國宇航局克卜勒太空望遠鏡收集的數據進行了新的分析，認為銀河系中有41億顆類似太陽的恆星，而每兩顆類太陽恆星中就有一顆可能有宜居行星，這表明銀河系中宜居行星可能多達20億顆以上。 -
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41億顆恆星與太陽相似，3億顆宜居星球藏身銀河系，這說明啥？
然而在對太陽系及其周圍的恆星系進行探索之後，科學家們發現地球很可能是銀河系中的特例，它的存在並不普遍。，研究人員通過對系外行星數據進行研究，認為銀河系內可能存在不少於3億顆宜居行星。克卜勒太空望遠鏡是美國宇航局眾多探測外太空的天文設備中最重要的設備之一，在這次的研究中科學家利用的就是它從2009年到2018年期間所獲得的數據。在對這些數據進行長期的分析後，科學家發現銀河系應該有41億顆恆星和太陽一樣擁有類似的溫度和年齡。 -
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近日，據國外媒體報導，一項根據克卜勒太空望遠鏡數據進行的新研究，估算出在我們的銀河系中可能有多達3億顆潛在的宜居行星。它們中有些可能離我們非常近，有些可能離太陽不到30光年。此外，研究人員還計算了行星是否具備支持液態水的必要條件。之前對於銀河系中潛在宜居系外行星數量的估算，很大程度上是基於該行星與寄主星的距離。然而在此次最新研究中，研究人員還考慮了行星能夠受到多少光照。 -
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