每当抬头看向天空,肉眼可见的天体除了太阳、月亮外就是星星了。这些星星在我们普通人眼中似乎只有亮暗、方位差别而已,但事实上它们有恒星、行星、卫星......等不同种类。根据天文学家的推测,整个银河系里估计有1000-4000亿颗恒星,每个恒星系统又有自己的行星,意味着可能有数万亿个行星。以太阳为例,恒星内的行星大多数是无生命的和贫瘠的。那么在这万亿颗行星中,有多少颗可能与地球类似呢?

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为了弄清楚银河系其他地方是否存在生命的可能性,首先必须对银河系有多少颗类地行星符合这一要求进行合理的估计。据发表于《天文学》期刊的一项研究报告称,银河系至少有60亿颗行星就跟地球一样,有水有大气。

根据定义,类地行星的大小必须大约等于地球、位于母恒星系统的可居住区域内(即宜居带),可让行星维持地表存在液态水,并具有孕育生命的可能。不过放眼整个宇宙,像地球这样的行星比较容易被忽略,毕竟有点小而且距离恒星有点远。而我们太阳系中的八大行星,只有水星、金星、地球和火星属于类地行星,其他四大行星属于类木行星。迄今为止,在人类20多年的探索发现生涯里,已经确认了4164颗系外行星并且这个数目还在不断增加,但这里面大半部分都是类木行星。

为了合理估计类地行星数量,加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)天文学家米歇尔(Michelle Kunimoto)和天文学家杰伊米·马修斯(Jaymie Matthews)领导的团队使用一种新算法,重新分析开普勒太空望远镜过去发现的系外行星总数(2009年至2018年),将类地行星定义为地球质量的0.75~1.5倍,以0.99~1.7天文单位(AU)的距离(即地球与太阳之距离)围绕G型主序星运行。

按照银河系1000到4000亿颗恒星有7%类似于太阳的G型主序星(G-type star,即黄矮星)、每颗G型恒星的上限定为存在0.18个类地球行星的条件估算,团队得出银河系内约有60亿颗类地行星,平均每5颗类太阳恒星就有1颗类地行星。

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米歇尔表示:“首先用‘正向建模’(forward modeling)的方法模拟了开普勒搜寻的恒星周围的系外行星的总数。根据行星搜索算法找到它们的可能性,将每个行星标记为‘已检测到’或‘未找到’。然后将检测到的行星与实际行星目录进行对比。如果模拟结果非常接近,那么得出的模拟结果非常接近实际情况。”另外团队还将轨道周期小于100天、行星大小是地球的1.5到2倍之间作为参考因素。

当然实际上类地行星的数量可能会更少,而且不能保证这些行星都拥有生命、甚至可以居住。毕竟距离太阳只有1.5天文单位的火星,它是那么的荒凉,以至于连根草都没有。

到目前为止,有大约几十个在宜居带上接近地球大小的类地行星被发现,其中最接近地球的是“比邻星 B”,距离仅4.2光年。如果能证实其存在大气层,那么它的表面就有可能存在液态水。外星生命很有可能就近在“家门口”......

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