尋找“第二地球”

《Geek》曾經(jīng)介紹過NASAM于搜尋類地行星的開普勒計(jì)劃，自2009年以來，太空中的開普勒望遠(yuǎn)鏡便開始觀測(cè)天鵝座附近的太空區(qū)域，通過監(jiān)測(cè)恒星的亮度是否周期性變暗來判定是否存在繞恒星軌道運(yùn)行的天體。最新的消息是截至2011年2月，開普勒望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了15顆新行星以及1235顆“行星候選者”，可謂成果顯著。那么，這其中到底有多少顆是真正的類地行星呢?

為了推斷可能的類地行星數(shù)量，來自NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的喬·卡坦扎利特和邁克爾·肖根據(jù)開普勒望遠(yuǎn)鏡獲取的兩種信息來判定一顆行星是否適宜居住：一個(gè)是行星與所繞恒星之間的距離，另一個(gè)是行星的體積。1993年的一項(xiàng)研究計(jì)算了適居區(qū)的類內(nèi)類間距離，這一區(qū)域既不太熱，也不太冷，允許行星表面存在液態(tài)水。而考慮到溫室氣體和云層的存在，行星到恒星的距離范圍還可以再放寬一點(diǎn)一當(dāng)然，最為理想的還是擁有一條類似地球的軌道，而在行星體積方面，人們普遍認(rèn)為體積最小的適居行星的尺寸應(yīng)為0.8個(gè)地球大小，或者說質(zhì)量大約相當(dāng)于地球的一半，如果質(zhì)量過低，行星無法保持氧氣的存在；而半徑達(dá)到地球半徑2倍的已是最大的類地行星，如果質(zhì)量過大，行星便開始聚集氫氣，就像海王星或者天王星一樣，與此同時(shí)，大氣壓也讓人無法呼吸。

通過數(shù)學(xué)模型，卡坦扎利特和邁克爾根據(jù)體積和半長軸對(duì)軸對(duì)開普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的行星和行星候選者進(jìn)行制圖。行星的半長軸是指行星與所繞恒星間的平均距離，能夠揭示出行星是否處在適居區(qū)。此外，研究小組還利用此前的系外行星數(shù)據(jù)，評(píng)估那些因軌道傾斜而無法觀察到的行星存在的可能性。研究結(jié)果顯示，根據(jù)傳統(tǒng)的適居區(qū)邊界，1.4％的類日恒星擁有類地行星。如果擴(kuò)大適居區(qū)的邊界，則有2.7％的類日恒星擁有類地行星。基于這些數(shù)據(jù)，研究小組得出結(jié)論，“開普勒”將最終在所觀測(cè)區(qū)域發(fā)現(xiàn)12顆類地行星，在已發(fā)現(xiàn)的候選天體中可能就有4顆類地行星。銀河系的類日恒星數(shù)量大約在1000億顆左右，由此推斷其中只有2％左右擁有類地行星。也就是說，銀河系的類地行星數(shù)量在20億顆上下。這一數(shù)字看上去似乎非常巨大，但考慮到銀河系的廣闊以及其他種種限制，相對(duì)來說真正適合人類居住的行星并不算多。因此研究人員建議外星殖民計(jì)劃先緩一緩，等找到一個(gè)合適的目標(biāo)再說。

當(dāng)然各位童鞋也不用忙著表示失望，畢竟目前開普勒望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)尚不完整，單看行星體積也不足以確定適居性，因此潛在的類地行星的數(shù)量也許被大大地低估了。開普勒望遠(yuǎn)鏡還將繼續(xù)工作很長一段時(shí)間，這期間萬一突發(fā)奇跡，發(fā)現(xiàn)一顆潘多拉星球什么的也不—定呢。