银河系里已发现29个可居住的星球


银河系里已发现
29个可居住的星球

我们住在一个岩石型的小星球环绕着中年G2光谱型太阳,在很多方面是一个很无聊及普同的太阳,但有一个很大的不同就是:它有一个可居住的星球。而且有着对的气温跟水分让生命可以延续。

宇宙里到底还有多少星球是可以让生命延续的?

我们的星球刚好在距离太阳的区域叫做可居住区或“Goldilocks zone。这表示我们离太阳不是太近让气温太热或太远太冷无法有生命,反而是刚刚好的距离。在这可居住区星球的表面温度可以有水分让各种生物形成与成长。

虽然如此,可居住区不一定是稳定的,因为恒星或太阳的光度会随着它们的一生改变,像我们的太阳现在比更年轻时已经30%更亮了。一个太阳增加亮度时,可居住区就离那颗太阳更远了。

这图显示所有离可居住区相近的星球(绿色区)。比10个还少的地球质量或地球半径星球有被标示,有些还未确认(*= unconfirmed)。可居住区的不同限制在 Kopparapu et al.(2014)里被解释。圈圈的大小是星球的半径(无法取得时由质量半径来推算)

什么样的太阳?

另一个可以维持生命的重点来自于星球环绕着什么样的太阳。太阳由哈佛大学的Henry DraperAnnie Jump Cannon在早期20世纪创造的系统来归类,大概是反应恒星的温度。

太阳被分为七大项,依照颜色(温度)分类, OBA-型太阳很热,寿命也很短。GKM-型比较凉,寿命也比较长。F-型太阳在热与冷之间。所以太阳是依据热到冷的温度: OBAFGKM

这基本分类光谱型太阳用温度的系统叫做哈佛系统Harvard System,每个太阳的光度可以有巨大的差异,像我们的太阳有一般的光度(主序列中的矮星)到高光度的巨型太阳跟超巨型太阳像是Antares

F光谱型太阳像是 Canopus Procyon有表面温度6,000-7,500 K。它们位于比例的中间,比我们的太阳更大更热。直到最近它们增长的紫外线让它们变成比较不可能有可居住区星球的人选。

不管如何 F太阳没有像G矮星有比较大的可居住区,这区域外围的F太阳的紫外线就不会造成很大的损害。

M矮星–最冷的冷

最近几年M矮星变成主要找寻可居住星球的焦点,它们是我们银河系最受欢迎的的太阳。它们也是太阳里最冷的恒星,表面温度在3,500 K以下。M矮星有更小的可居住区而且更冷。它们的内范围跟太阳更近,意思是星球离它们的太阳更近所以更好侦测。

这找寻星球的方式可以侦测太阳周围有更小半径的小星球,用Doppler的技巧可以侦测到质量更小的太阳周围的星球。

虽然有众多的M矮星在我们的银河系跟有可能发现它们的星球,并不是每个人都同意M矮星是找寻可居住世界的好目标。

星球在太阳周围同步自转表示一面永远是白天,另一面永远是夜晚,还不太清楚生命是否可以在这种世界上生存,加上M矮星会产生耀斑和其他活动,可以杀害世界上的生物。

一篇在Nature Geoscience的文章表示另一个M矮星星球的问题。这新的文章讨论年轻M矮星的进化跟光度变化对它们星球的影响。

M矮星在早期的进化时会长期的失去光度,可居住区会往太阳移动。这表示在太阳的中期在可居住区的星球会被更强的光度烧烤,这些星球会是沙漠或缺水。相反的一个逃过被干化而有足够水分的星球很可能会有太多水在地面上造成营养元素缺乏。

所以两种都不是可居住世界的好人选,虽然有一些方法可以解决这问题(像是用火山让有水的第二大气层脱气或是彗星撞击),这模式表示我们主要的焦点应该在找寻像我们太阳一样的恒星。

所有在我们恒星附近的星球(系外行星)有可能可以维持生命。大部分都比地球大而我们对它们的构造及生活环境还不确定。它们被分类为离地球从近到远。这些选择会随着新的解释与太空观察改变。地球、火星、土星、海王星在右边依比例显示。

可能有生命迹象的家

根据在行星适居性实验室Planetary Habitability Laboratory的研究员现在可能已经有29个可能可以居住的星球(当然这数字是可以争议的)。这里面有13个星球在K-型太阳附近,14个是M-型星球,两个在 G-型太阳附近。

10个是地球的大小,然后19个是超巨型地球。今天在Nature Geoscience的文章报告未来的努力应该专注在G K的太阳,而不是更小的M矮星。