银河快报

银河系第二颗宜居星球,我们找了三十年,它可能就藏在隔壁

前几天晚上我在阳台晾衣服,抬头看见一颗特别亮的星,我老婆说那是木星,我说木星是行星,那应该是颗恒星,我俩谁也说服不了谁,最后查了星图——是织女星,这个小事让我想起来,就在织女星那个方向稍微偏一点的位置,天文学家们正在盯着一颗叫做开普勒-442b的星球,它就是目前科学界公认的,银河系中仅次于地球的第二宜居星球

银河系第二颗宜居星球,我们找了三十年,它可能就藏在隔壁

说实话,第一次听到"第二宜居"这个说法,我的反应跟你现在可能差不多:第二?那第一是谁?第一就是咱们脚下这颗地球,那这个第二名到底什么来头?它凭什么是第二名?离我们多远?能去吗?这些问题,一个一个聊。

这颗星球是怎么被发现的

2015年,美国宇航局的开普勒太空望远镜正在执行一项枯燥至极的任务——盯着天鹅座方向一小片天区,连续好几年,一动不动,它要找的是行星凌星现象,说白了就是,当一颗行星从它的恒星前面经过时,恒星的光会微微变暗那么一丁点儿,这个变化有多微弱呢?大概相当于你在三公里外看一盏路灯,有只蚊子从灯前飞过。

就是靠这种笨办法,开普勒望远镜攒下了几千颗系外行星候选者,开普勒-442b就是其中之一,数据被翻来覆去验了好几轮,最后在2015年正式确认:这是一颗岩石行星,半径大约是地球的1.34倍,质量大概是地球的2.3倍,它围绕着恒星开普勒-442公转,那颗恒星是一颗K型矮星,比我们的太阳稍微小一点、凉一点、也更温和一点。

为什么说它是"第二宜居"

2018年,波多黎各大学的行星适居性实验室发了一篇论文,把当时所有已知系外行星按照"地球相似指数"重新排了座次,这个指数简单粗暴,就是看一颗行星在半径、质量、表面温度这些硬指标上有多像地球,排第一的是之前发现的开普勒-438b,但后来那家伙暴露了一个致命问题——它的恒星脾气太暴躁,动不动就喷出超级耀斑,X射线和紫外线辐射强得离谱,基本上属于"看着像天堂,住着像地狱"。

于是开普勒-442b往前挪了一步,成了实际上的第一名——或者说,实际上的"地球第二",这里放个表格,看起来更直观一些:

对比项 地球 开普勒-442b
半径 1倍地球半径 34倍
质量 1倍地球质量 约2.3倍
是否岩石行星 极大概率是
是否在宜居带 是(靠近内边缘)
表面温度估计 约15°C 约-2.65°C
母恒星类型 G型(太阳) K型(橙矮星)
公转周期 365天 112天
距离我们 0公里 约1193光年

你看那个表面温度的估计值,-2.65°C,如果你在北京待过冬天,这个温度不算什么事儿,穿件厚羽绒服就扛得住,关键是它还稳稳地待在了宜居带里——不是宜居带的边缘,而是比较靠中间的位置,这意味着,如果它有大气层,温室效应稍微给点力,地表温度完全可能维持在零度以上,液态水就能存在。

它跟地球的相似之处,多到让人不自在

开普勒-442b接收到的恒星辐射量大约是地球接收到太阳辐射的70%,这个数字很有意思——它刚好落在"足够温暖但不至于烤干"的区间里,它的母恒星开普勒-442是一颗橙矮星,这类恒星比太阳靠谱得多,天文学家对橙矮星的评价一向很高,因为它们寿命超长,太阳的寿命大约是100亿年,橙矮星能活300亿到400亿年,这意味着如果开普勒-442b上有生命,它们有比地球生物长得多的时间来慢慢演化,不用着急。

还有个细节挺戳人的:这颗行星的自转轴倾角可能比较稳定,自转轴倾角是什么?就是行星"歪着转"的角度,地球歪了大约23.5度,这才有了四季,如果一颗行星的自转轴晃来晃去,气候就会反复无常,开普勒-442b所在的系统看起来比较"安静",没有大块头行星在旁边用引力搅局,它的轴倾角大概率是比较规矩的,稳定的气候,对生命的演化来说太重要了。

银河系第二颗宜居星球,我们找了三十年,它可能就藏在隔壁

但也别急着高兴——问题一大堆

这话得说在前头,开普勒-442b距离我们1193光年,这是什么概念?旅行者一号探测器飞了四十多年,才刚飞出太阳系边缘,走了不到一光天的距离,一光年有365个光天,1193光年,就是用人类目前最快的飞行器去飞,也得飞上两千万年左右,所以短期内想去串门,基本属于科幻范畴。

,我们对它的了解全靠"远距离侧写",开普勒望远镜看到的是凌星信号的变化,天文学家根据这些数据推算出了半径、轨道周期,质量数据来自其他望远镜的径向速度观测,但精度有限,至于它有没有大气层、大气层的成分是什么、表面有没有海洋,这些目前一概不知道,詹姆斯·韦布空间望远镜或许能帮上点忙,但1193光年的距离实在太远了,光谱分析极其困难。

它有可能是一颗"超级金星"——大气层厚到令人窒息,二氧化碳浓得能把地表压到几百个大气压,也可能是一颗"海洋星球",整个表面都被几十公里深的水包裹着,连一块露出水面的陆地都没有,还可能就是一颗大气稀薄的冰冷石头球,这些可能性都存在,我们之所以说它是"第二宜居",是根据已知数据说话;我们没法说它"确定宜居",因为未知的东西还太多。

为什么要费这么大劲找这些去不了的星球

这个问题我问过一位做系外行星研究的朋友,他的回答大概意思是这样的:你在自家后院挖到了一块看起来很像化石的石头,你现在没法确定它到底是不是化石,也没法知道里面是不是有远古生物痕迹,但你会想尽办法去研究它,因为你手里握着的,可能是一把钥匙——一把能打开"我们从哪里来"这扇门的钥匙。

系外行星研究也一样,每一颗像开普勒-442b这样的星球,都是一块拼图,单独一块看不出什么,但拼到一起,就能帮我们回答那个最根本的问题:生命在宇宙里到底是不是普遍存在的?地球是独一无二的偶然,还是标准流程里的一次普通产出?如果我们能在银河系里找到第二颗、第三颗、第十颗宜居行星,哪怕暂时去不了,知道"它们在那里"这一点本身,就已经在改变我们对自己的认知。

开普勒-442b是目前为止最接近"另一个地球"的候选者,它不是完美的复制品,但它在所有已知系外行星里,各项数据综合下来最像我们的家,它绕着的那颗橙矮星,还在安安静静地燃烧着,比太阳更有耐心,给它环绕的行星留出了漫长的、安稳的几十亿年,银河系里有上千亿颗恒星,天文学家估算,光是橙矮星周围就可能存在数十亿颗宜居行星,开普勒-442b只是我们第一个认真看清的,后面还有一大串等着排队确认的。

我有时候会想,1193年前,唐朝的诗人刚写下"海上生明月,天涯共此时",那颗星球上如果真有人站着抬头看天,他们看到的星空里,我们的太阳大概也只是一颗不起眼的小亮点,那种感觉挺奇妙的——两个世界互相不知道对方存在,却在同一个银河系里各自转着,现在至少我们已经知道它在那里了,至于那边有没有人知道我们,那就是另一个故事了。

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