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又發現一個地球2.0?宜居帶上並非都宜居
2020-01-14 08:23:48 來源:科技日報  作者:
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  近日,美國國家航空航天局(NASA)宣布發現了一顆系外行星,編號為TOI 700d,並宣稱這顆行星可能存在液態水。消息一出,『首個可能宜居的地球大小行星被發現』這一話題便迅速登上微博熱搜榜。

  一時間,行星TOI 700d佔盡了風頭。令人好奇的是,它究竟有哪些『資本』可與地球相提並論?

  坐高鐵至少需要3億年

  TOI 700d繞著恆星TOI 700轉,公轉周期為37天。『公轉周期會影響行星的環境。試想,地球一年365天如果變成37天,生物演化一定與現在的不同,因為地球生物成長節律與季節變化有關。』南京大學天文與空間科學學院教授周禮勇告訴科技日報記者。

  根據NASA公布的數據,恆星TOI 700的質量和大小約是太陽的40%,表面溫度約為太陽表面溫度的一半。『由於宿主恆星TOI 700輻射能量比太陽少,它周圍的行星若要保持和地球相當的溫度,就得距離宿主恆星更近。』周禮勇說。

  此外,恆星TOI 700是一顆紅矮星。『紅矮星紫外輻射很強,會使得行星大氣中的水分子、二氧化碳分子發生光致離解,也有可能侵蝕和剝離行星大氣。紅矮星的壽命也很長,能長時間保持較強的活動性,因此並不利於生命的長期演化。』中科院紫金山天文臺副研究員陳果告訴科技日報記者。

  被潮汐鎖定也是TOI 700d引人關注的又一個特征,而這對行星的宜居性來說,似乎並無益處。首先,被潮汐鎖定後,行星只有一面對著宿主恆星,就像月亮永遠只有一面對著地球。『這意味著在TOI 700d上生活,就沒有白天和黑夜之分。』周禮勇說。

  『其次,被潮汐鎖定的行星可能沒有大氣循環,即便有,大氣活動也會比地球弱很多。』周禮勇強調,被潮汐鎖定後行星很難產生劇烈的內部活動,這會阻礙行星形成整體磁場。

  這是因為,依據學界公認的『磁流體發電機』理論,行星磁場與行星內部活動有關。『而對行星環境來說,磁場的作用非同小可。磁場能避免太陽風直接打到行星表面,還能「鎖住」大氣和水分。』北京大學地球與空間科學學院教授宗秋剛接受科技日報記者采訪時曾表示。

  據悉,行星TOI 700d的體積比地球大20%左右,距離地球大約100光年。有人說,從天文學的尺度看,100光年並不遙遠。

  但對人類來說是難以企及的目標。『100光年就是光走100年的距離,大約是9500千億公裡,若用350公裡時速的高鐵,大約要3億年纔能到達。』陳果告訴科技日報記者。

  並非『首個可能宜居的地球大小行星』

  這一次,把行星TOI 700d帶入大眾視野的是赫赫有名的『行星獵人』——凌日系外行星勘測衛星(TESS)。

  『要注意,TOI-700d不是「首個可能宜居的地球大小行星」,而是首個由TESS發現的位於宜居帶內的地球大小的系外行星。許多媒體在報道時忽視了很重要的關鍵限定詞。』陳果直言。

  有數據顯示,開普勒望遠鏡已發現4000多顆候選行星,其中處於宜居帶的行星超過200顆,包括系外行星開普勒(Kepler)-452b,以及去年9月英國倫敦大學學院宣布發現的K2-18b等。

  『寬泛來說,與地球類似的宜居帶系外行星可能有十幾個。但嚴格來講,沒有一個真正與地球相似。』周禮勇告訴記者,此前甚至有人懷疑Kepler-452b這顆行星的存在。『因為恆星自身的活動會導致亮度變化,這一現象有時會與行星凌星時的現象類似,如果數據處理不好,就可能將二者混淆。』

  陳果告訴科技日報記者,近期有研究對於發現Kepler-452b這顆行星的文章有所質疑,認為並不排除相關信號來自儀器效應。也就是說,很可能並不存在Kepler-452b。

  一般來說,發現可能宜居的行星後,科學家接下來要做什麼呢?

  陳果表示,做理論研究的科學家,會根據可能宜居的行星的物理參數進行建模,分析其氣候,給出更為具體的宜居性指標,預測可能觀測到的光譜特征,研究其形成演化歷史等。

  而做觀測研究的科學家,會嘗試通過凌星、視向速度、直接成像等手段,去獲取這顆行星的光譜,通過分析特定的光譜特征,來判斷是否存在對應的原子、分子,並測量這些成分的豐度,綜合給出宜居性的觀測依據。『不過,現有的觀測設備仍難以開展針對宜居帶行星大氣的觀測研究。』陳果說。

  如果真的發現宜居系外行星,人類會移居過去嗎?

  『人類現有的科技是沒法實現的。』陳果解釋道,最近的比鄰星離我們也有4.22光年,以人造飛行器『帕克號』為例,若能一直保持其近日點時的最大速度(約70萬公裡每小時),那也要6500年纔能到達離我們最近的比鄰星。(代小佩)

責任編輯:楊金光
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