地球人新家 宜居帶未必宜居

記者林永富/綜合報導
旺報

近日,美國太空總署NASA宣布其TESS天文望遠鏡行星搜尋任務又有新發現,首次在100光年外發現一顆圍繞兩個恆星運行的行星TOI 700d,並宣稱這顆行星可能存在液態水。這個行星有與地球相同的大氣循環現象,猜測可能會有生命存在。

未來是否可能成為地球移居的目標,大陸天文學者中科院紫金山天文台副研究員陳果指出,行星TOI 700d距離地球大約100光年。從天文學的尺度看並不遙遠,但對人類來說是難以企及的目標。100光年就是光走100年的距離,大約是950兆公里,若用350公里時速的高鐵,大約要3億年才能到達。

現有科技無法實現

陳果說,離地球最近的比鄰星離我們也有4.22光年,以人造飛行器「帕克號」為例,若能一直保持其近日點時的最大速度(約每小時70萬公里),那也要6500年才能到達。「人類現有的科技是無法實現的。」

至於該行星是否會有地球類似環境而有生命存在的可能,南京大學天文與空間科學學院教授周禮勇說,TOI 700d繞著恆星TOI 700轉,公轉周期為37天。公轉周期會影響行星的環境。試想,地球一年365天如果變成37天,生物演化一定與現在不同,因為地球生物成長節律與季節變化有關。

陳果說,恆星TOI 700是一顆紅矮星。紅矮星紫外線輻射很強,會使得行星大氣中的水分子、二氧化碳分子發生光致離解,也有可能侵蝕和剝離行星大氣。紅矮星的壽命也很長,能長時間保持較強的活動性,並不利於生命長期演化。

他指出,被潮汐鎖定的行星可能沒有大氣循環,即便有,大氣活動也會比地球弱很多。被潮汐鎖定後,行星只有一面對著宿主恆星,這對行星的宜居性來說,似乎並無益處。

陳果表示,TOI 700d不是首個可能宜居的地球大小行星,而是由TESS發現的位於宜居帶內的地球大小的系外行星。資料顯示,開普勒(Kepler)望遠鏡已發現4000多顆候選行星,其中處於宜居帶的行星超過200顆,包括系外行星開普勒-452b,以及去年9月英國倫敦大學學院宣布發現的K2-18b等。

難觀測宜居帶行星大氣

周禮勇指出,廣泛來說,與地球類似的宜居帶系外行星可能有十幾個。但嚴格來講,沒有一個真正與地球相似。因為恆星自身的活動會導致亮度變化,這現象有時會與行星凌星時類似,如果資料處理不好,就可能將二者混淆。

一般來說,發現可能宜居的行星後,科學家接下來要做什麼?陳果表示,做理論研究的科學家,會根據可能宜居行星的物理參數進行建模,分析其氣候,給出更具體的宜居性指標,預測可能觀測到的光譜特徵,研究其形成演化歷史等。

而做觀測研究的科學家,會嘗試通過凌星、視向速度、直接成像等手段,去獲取這顆行星的光譜,通過分析特定的光譜特徵,來判斷是否存在對應的原子、分子,並測量這些成分的豐度,綜合給出宜居性的觀測依據。不過,現有的觀測設備仍難以針對宜居帶行星大氣的觀測研究。

小靈通 TESS:凌日系外行星勘測衛星

TESS(Transcription Element Search System)衛星探測器是美國卡納維爾角空軍基地於2018年4月18日發射的太空望遠鏡。TESS體積不大,相當於一台冰箱大小,重量為350公斤左右。其核心成像載荷由麻省理工學院設計和建造。TESS的任務是第一個全天域普查的地外行星探索任務,其觀測靈敏度足以發現位於各種可能軌道上的類地岩質行星和氣態巨行星,而地面望遠鏡無法做到這一點。(林永富)

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