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開普勒資料中一顆新確認的系外行星在其恆星的“宜居帶”內被宣佈,這是一個好訊息,但也強化了一些關於類地世界意味著什麼的誤解。
美國國家航空航天局的新聞稿標題是“美國國家航空航天局的開普勒任務發現了地球更大、更年長的表親”,這個描述非常貼切。 這顆名為開普勒-452b的行星,直徑比地球大60%,繞著一顆距離我們約1400光年的恆星執行,這顆恆星的質量僅比我們的太陽大4%,年齡大約大15億年,亮度大約高20%。
關鍵是,這個世界的年份也是385個地球日,這表明它很可能在其母星的距離上度過時間,在這個距離上,行星表面可能存在液態水——但這取決於一長串其他必要的、基本上未知的條件。
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這就是事情變得棘手的地方,以及其他像“地球2.0”或“最接近的地球孿生星”這樣的標題完全偏離目標的地方。
正如你可以從這篇2012年的早期文章中看出的那樣,這是我長期以來一直抱怨的問題,在那篇文章中,我哀嘆“類地”這個術語的過度使用。
原因如下。
開普勒-452b的物理直徑比地球大60%,但由於其系統的距離(長達1400光年),我們還無法獲得必要的天文資料(高精度光譜多普勒資料)來估計行星的質量和成分。 這個世界的質量可能遠小於地球,但具有高含水量(或可能存在濃厚的氫氣大氣層),或者質量更大(如果它具有高鐵含量,甚至可能是地球的10倍)。
我們也不知道軌道的形狀——它可能是非常橢圓的,從而改變來自母星的能量輸入性質,進而改變行星氣候。 我們不知道它的自轉速度——它的晝夜長度——或它的軸向傾斜度,這些都是理解熱力學條件的關鍵因素。 我們不知道這顆行星是否擁有任何大氣層,這是推斷其表面條件以及液態地表水真正可能性的關鍵要素。
我們不知道它是否有任何衛星,也不知道開普勒-452b行星系統其餘部分的結構是什麼。 它有姊妹世界嗎? 它是否會遭受小行星的撞擊?
即使這個世界複製了地球的許多屬性,其他天文學家也已經指出,在其歷史程序中再過15億年,並且擁有一顆亮度高出20%的恆星,開普勒-452b可能會因為超溫室效應、水蒸氣驅動效應占據主導地位而處於宜居性衰退的陣痛之中。
因此,底線是它確實是地球更大、更年長的表親。 但將其等同於地球2.0或類地行星是不可能且具有誤導性的。 關於這類世界的真正對話要有趣和複雜得多。
我希望我知道如何讓人們停止隨意丟擲像“類地”這樣的術語。 我能提出的最好的建議如下。
“類地”應該保留給那些你願意將自己和你的親人送往的系外行星,透過將所有東西打包到一艘代際、一次性、星際慢船中,這艘船會使人類物種破產。 換句話說,你最好有99.99%的信心,在10000年後到達時,會在某個地方有一個漂亮的熱帶海灘可以安家落戶。 任何低於這個標準的都不配被稱為“類地”。
最後,更嚴肅一點地說,對開普勒-452b的關注分散了人們對一個可能同樣令人印象深刻的結果的注意力——在開普勒目錄中增加了521個新的候選行星探測。 這使該任務發現的可能世界的總數達到了驚人的4696個,這張圖總結了這些世界
最新的開普勒統計資料(來源:NASA/開普勒/W. Stenzel)圖注
至關重要的是,在新的候選行星中,有12顆的直徑是地球的1到2倍,並且顯然位於大小和溫度與太陽相似的恆星的名義宜居帶內。 對我們行星表親的統計約束確實變得越來越好。
