比地球更好?科學家注意到一顆超級地球,可能已經有生命存在

地球是我們人類所知道的唯一一顆擁有生命的星球,毫不誇張地講,地球上的自然環境可以滿足生命所需要的一切條件,正因為如此,在過去的很長一段時間裡,人們都認為地球是一顆堪稱完美的星球(對于生命而言)。

在認識到地球是一顆圍繞太陽公轉的行星之後,科學家們就開始猜測在宇宙中的其他恒星周圍,也可能存在著行星,1995年,系外行星「飛馬座51b」的發現首次證實了這一猜測,在此之後,隨著觀測技術的日益發展,越來越多的系外行星出現在人們的視野之中,而這也使得人們心目中的地球不再完美。

為什麼說地球不夠完美?比地球更好的星球是什麼樣子呢?

地球的不夠完美主要可分為兩個方面,首先就是地球的主恒星——太陽。

在恒星分類中,太陽屬于G型黃矮星,其主序星階段大約為100億年,而太陽現在的「年齡」已經有大約46億歲了。

然而這並不代表生命還可以在地球上生存50多億年的時間,這是因為太陽還在不斷地變亮,其亮度大約每10億年就增加10%,根據科學家的估算,照這樣下去,在大約10億年之後,地球表面的平均溫度就會上升到50攝氏度以上,屆時的地球將不再適合生命生存。

另一方面就是地球本身。地球表面有大約29%是陸地,71%是海洋,而不管是陸地還是海洋,都存在著大片對生命很不友好的區域。

如上圖所示,地球陸地有大約20%的面積都是沙漠(橙色區域),而這些沙漠最主要的形成原因就是:地球表面的陸地太過集中,以至于海洋的暖濕空氣很難抵達陸地深處。沙漠的自然環境有多惡劣,相信地球人都知道,這裡就不多說了。

除了陸地上的沙漠之外,地球海洋中深水區域的自然環境同樣也不夠完美。地球上的絕大部分生命的生存都需要陽光,海水越深,陽光就越少,當海水深度超過4000米之後,海洋中的大部分生命類型就很難適應了。

上圖顯示了地球海洋的深度分佈,其中包括海溝(大于6500米,黑顏色)、深海平原和丘陵(4000-6500米,紫顏色)、海嶺和海隆(2000-4000米,藍顏色)、淺層海洋(200-2000米,黃顏色)和大陸架(小于200米,紅顏色),可以看到,在地球海洋有超過一半的區域都是海水深度超過4000米的深水區域。

因此可以說,對于生命而言,比地球更好的星球應該是這個樣子的:1、它應該和地球一樣位于其主恒星的宜居帶中,並且其表面溫度與地球差不多;2、它的主恒星應該比太陽的「壽命」更長、也比太陽更穩定;3、它應該比地球擁有更大面積的適合生命的區域。

可以想象的是,如果宇宙中真的存在著比地球更適合生命的星球,那麼在這些星球上,就可能已經有生命存在。

所以問題就來了,宇宙中有比地球更好的星球嗎?

答案應該是肯定的。迄今為止已發現的系外行星數量超過了4000顆,其中不乏一些位于恒星宜居帶的類地行星,在它們之中,科學家注意到一顆超級地球——「開普勒-442b 」(Kepler-442b),觀測資料表明,這顆星球就很可能比地球更適合生命。

「開普勒-442b 」的主恒星「開普勒-442」(Kepler-442)是一顆K型橙矮星,在天空中位于天琴座方向,距離我們大約1200光年,這顆恒星比太陽更年輕(大約有29億年的歷史),其質量約為太陽的61%,表面溫度約為4400K。

與太陽這種G型黃矮星相比,K型橙矮星的|「壽命」更長,也更加穩定,根據科學家的估算,「開普勒-442」的「預期壽命」長達340億年,並且在整個主序星階段,它的亮度都不會出現明顯的變化。

「開普勒-442b」的年齡基本上與「開普勒-442」相當,其質量約為地球的2.3倍,直徑約為地球的1.34倍,與主恒星的平均距離約為0.4天文單位,正好位于宜居帶中,並且沒有被潮汐鎖定(注:由于「開普勒-442」的表面溫度比太陽低,因此它的宜居帶要比太陽更近)。

科學家認為,如果「開普勒-442b」的大氣層與地球相似的話,那麼它的表面溫度就要比地球低很多,但考慮到它是一顆質量比地球大得多的超級地球,其引力足以束縛住比地球更稠密的大氣,從而產生比地球大氣層更好的「保溫效果」,因此它的表面溫度應該與地球差不多。

我們知道,對于一顆星球而言,更大的直徑就意味著更大的表面積,所以「開普勒-442b」的表面積比地球更大。

另一方面來講,更大的質量就意味著星球有著更規則的表面重力,從而造成它表面的起伏比地球更小,所以「開普勒-442b」很可能擁有比地球更多的淺海區域,與此同時,它的陸地也不會很集中,很可能是比較破碎的陸地結構,並且還存在著大量的島嶼(如下圖所示)。

這也就意味著,在這顆超級地球上,海洋的暖濕空氣可以輕鬆抵達陸地,如此一來,它的沙漠面積就很可能非常小,甚至根本就不存在。

可以看到,「開普勒-442b」很可能具備了前文所講的「比地球更好的星球」的所有條件,也就是說,這顆超級地球很可能比地球更完美、更適合生命,考慮到它已經誕生了29億年的時間,我們甚至還可以大膽地猜測,那裡可能已經有生命存在了。

尾聲

「開普勒-442b」離我們實在太遠,以人類目前的科技水準來看,1200光年根本就是一個無法跨越的距離。現在科學家能做到的,只能是利用望遠鏡去遠遠地觀測這顆星球,看看能不能發現一些生命存在的痕跡,期待在不久的未來,科學家能給我們帶來好消息。


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