20光年内的类地行星_风闻

观察者网用户_244575-2020-11-06 08:59

2020-11-06

　　翻译：周唯亮

　　校对：牧夫天文校对组

　　编排：陶邦惠

　　后台：库特莉亚芙卡李子琦徐⑨坤

　　原文链接：

　　https://www.universetoday.com/148667/based-on-kepler-data-theres-a-95-chance-of-an-earth-like-planet-within-20-light-years/

　　在过去的几十年中，系外行星的研究得到了突飞猛进的发展，科学家们在3188个系统中确认发现了4296个系外行星，此外还有5634个有待确认。因此，科学家们能够更好地预估潜在的宜居行星的数量。像我们的太阳这样的恒星是很受欢迎的研究目标，这类恒星被称为G型黄矮星。

　　最近，一个国际科学家团队（由NASA艾姆斯研究中心的研究人员领导）将现已退役的开普勒太空望远镜和欧洲航天局（ESA）盖亚天文台的数据结合在一起，这揭示了我们宇宙中一半的类太阳恒星可能拥有岩石性的、潜在的宜居行星，其中最接近的可能就在我们的不远处！

　　一份名为《开普勒数据显示，类似太阳的恒星周围存在岩石性宜居带行星》的研究报告近期在网上发表，描述了他们的发现，该论文也将很快发表在《天文期刊》上。这项研究是由NASA的科学家们进行的，来自世界各地的大学、研究所、天文台和实验室的同事们也加入了研究。

　　开普勒186f的效果图，这是一颗最近发现的、可能与地球类似的系外行星，它也许可以孕育生命。

　　图片来源：NASA Ames / SETI/ JPL-Caltech / T·Pyle

　　开普勒太空望远镜于2009年开始投入使用，至2018年由于燃料耗尽正式退役，迄今为止大多数系外行星的发现都有它的功劳。根据开普勒太空望远镜发现的行星数量，科学家们现在估计银河系中的行星可能比恒星还要多（最新估计称，其中有1000亿到4000亿颗恒星）。正如NASA艾姆斯研究中心的研究员、该论文的主要作者史蒂夫·布赖森（Steve Bryson）所说：

　　“开普勒太空望远镜已经告诉我们，银河系中有上千亿颗行星，但是现在我们进一步知道，这些行星中有很大一部分可能是岩石状且宜居的。尽管这个结果远非最终数值，而且行星表面上的水只是维持生命的众多因素之一，但令人激动的是，我们计算出这样的行星是如此普遍，置信度与精确度都非常高。”

　　为了计算在我们的银河系中可能宜居的类地行星出现的频率，研究小组着眼于开普勒太空望远镜的最终数据集里那些与我们的太阳年龄（约46亿年）相仿、并且温度最多相差815°C（1500°F）上下的恒星。他们进一步研究了在0.5到1.5个地球半径之间的行星，这些行星很可能是岩石性的。

　　由此，研究小组发现，仅银河系中就可能有多达3亿颗可能宜居的行星。此外，他们的结果表明其中4个系外行星可能位于太阳系30光年以内，而距离我们最近的可能只有20光年。总的来说，他们的分析包括范围广泛的一系列恒星，每颗恒星都有其自身特有的性质，而这些性质会影响宜居性。

　　艺术家对不同类型恒星周围可居住区域的描绘

　　图片来源：NASA

　　这是系外行星和天体生物学研究的典型代表，其中考虑了多个重叠的特征来确定潜在的宜居性。结合当前望远镜的局限性，这项研究的复杂之处在于为什么这么难以计算可能存在的宜居行星的数量。

　　例如，以前对潜在可居住行星的频率（即发生率）的估算没有考虑到恒星的亮度与其发出的光的种类之间的关系，这就是所谓的“黑体辐射”。更加明亮，质量更大的恒星在光谱的蓝色、紫外线、X射线和伽马射线部分发出辐射，这使它们对宜居行星的安全造成威胁。

　　低质量，微弱的恒星在光谱的红色、红外或微波和无线电波部分发出大部分辐射。同时，像我们的太阳这样的恒星，在光谱的黄绿色部分发出大部分辐射。为了在研究中考虑到这种关系，研究小组将来自开普勒太空望远镜的行星任务的数据与来自欧洲航天局盖亚任务的天文数据进行了结合。

　　美国宇航局戈达德航天中心的科学家、该论文的合著者拉维·科帕帕拉普（Ravi Kopparapu）说：

　　“我们一直都知道，仅根据行星与恒星之间的物理距离（不会太冷或太热）来定义可居住性，使我们做出了许多假设。盖亚关于恒星的数据使我们能够以全新的方式看待这些行星及其恒星。”

　　艺术家对系外行星系统的描绘：该系统包括一个带有地表水的行星。

　　图片来源：NASA / 戈达德航天中心

　　在过去的七年中，盖亚任务一直在研究太阳系以外超过10亿个天体的位置、距离和运动，这些天体包括恒星、系外行星、类星体、彗星等。这些数据的加入提供了重要的信息，根据这些数据，我们可以借助恒星的辐射通量（单位时间内单位面积上辐射出的总能量）计算出行星接收到的能量。

　　该研究小组还考虑了系外行星大气的作用，这影响到需要多少光才能使液态水存在于行星表面。尽管研究团队仍在研究这种影响的确切性质，但他们对宜居区域的范围进行了保守和乐观的估计，发现有50％至75％的类太阳恒星拥有能够在其表面上存在液体的岩石行星。

　　随着更多系外行星的发现，以及我们研究能力的增强，天文学家们能够进一步缩小寻找可能宜居行星的范围。这也导致了天体生物学的蓬勃发展，该学科尤其侧重于寻找外星生命和太阳系外生命。运气好的话，我们很快就会找到证据来证明我们在宇宙中并不孤单。