地球的“兄弟姐妹”可能超过88亿个
寻找茫茫宇宙中地球的那些“兄弟姐妹”,科学家们一直在不懈努力。
有研究显示,银河系中类太阳恒星至少400亿颗,因此地球的“兄弟姐妹”可能超过88亿个。
2009年,美国发射了一个专门用于寻找类地行星的开普勒太空望远镜。该望远镜被发射至距地球大约721千米高的预定轨道,执行探索任务。望远镜上装有9500万像素的相机,计划在天鹅座和天琴座的大约10万个恒星系中搜寻类地行星。
一项于2013年底刊登在美国《国家科学院学报》上的报告指出,开普勒太空望远镜此前研究了4.2万颗类似太阳的恒星,这一过程中,发现了603颗可能宜居的行星,包括10颗半径和星际辐射类似于地球的行星。在对可能尚未发现的行星进行校正之后,研究者计算认为,总体上,22%的类太阳恒星可能拥有大小或获得星际能量都类似于地球的行星,这些行星都处于所谓的宜居带中。
宜居带是指一颗恒星周围一定的距离范围,在这一范围内水可以以液态形式存在,如果一颗行星在这一范围内,那么它就被认为拥有生命可以生存的环境。
不同指数可作为“寻亲”线索
地球的“兄弟姐妹”还需要具有哪些特征?“地球相似指数”似乎可以作为参考。
根据维基百科的定义,地球相似指数(Earth Similarity Index,ESI)是一个标定其他行星和地球相似程度的指数,可以经由行星半径、密度、脱离速度和表面温度代入公式计算得知。
这个指数的范围在0和1之间,地球自身的相似指数以1表示。该指数在0.8到1之间的行星代表拥有岩石组成的表面、可以在气候温和条件下保有类似地球大气的行星。根据这个标准,太阳系中没有任何与地球类似的行星或卫星:除了地球自身相似指数为1之外,排名第二的金星的地球相似指数为0.78。
需要指出的是,地球相似指数并不能衡量行星是否适宜人类居住,宜居性由行星适居指数来表征。行星适居性指数关注的则是其他一系列因素,例如是否拥有多岩或者冰冻地表,是否拥有大气层或者磁场。此外,这一指数还关注生物体如何获取能量,或者通过母星的光照,或者通过所谓的潮汐扰动过程。最后,行星适居性指数还要考虑是否存在有机化合物,至关重要的化学反应能否获得液态溶剂支持等。
今年3月,一项奥地利科学研究院太空研究所天文学家的研究成果表明,一颗可居住的行星必须拥有和地球相似的大小和质量。如果行星太小,它将无法具备足够强的引力,合适的大气层也就无法存在,支持生命就更不可能。反之,如果一颗行星太大,当这样的行星形成时,它的引力会吸引氢气进入自身大气层,厚重的大气层导致行星地表压力非常大,也不适宜生命的形成。
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