在五百光年之外,地球有了一个“表亲”。开普勒数据揭示,那里存在一颗岩石行星,其大小与地球相似,并且可能拥有在其表面形成液态水的适宜条件。这是首颗同时具备这两种类地特质的行星。
天文学家们一直在寻找更多类地系外行星,因为地球是我们唯一已知的存在生命的行星。因此,科学家们希望,行星越类地,就越有可能支持生命——或者已经孕育了生命。“我们的想法是,这是我们在宇宙中寻找生命道路上的一步,”托马斯·巴克利说道,他是一位天体物理学家,为加州艾姆斯研究中心的美国宇航局分析系外行星探测数据。他参与了这颗名为开普勒 186f 的行星的发现工作。
虽然开普勒 186f 是有史以来发现的第一颗此类系外行星,但科学家们认为它不会是最后一颗。
“我们预计还有更多这样的行星存在,”巴克利告诉《大众科学》杂志。他表示,此前从未在数据中出现过这样的类地行星,但这并不意味着它们很稀少。它们只是用目前的工具很难找到。“我们正在突破我们当前能力的极限。这一发现是一个重要的里程碑。”
巴克利认为,未来的美国宇航局项目,例如凌日系外行星巡天卫星(TESS)和詹姆斯·韦伯太空望远镜,将使此类发现变得更容易……而且更详细。由于开普勒 186f 距离太远,许多关于它的信息目前仍然无法解答。例如,我们无法知道它表面是否真的有液态水。天文学家们只知道没有任何迹象表明它不能拥有液态水。
“我们预计还有更多这样的行星存在,”巴克利说道。
以下是已知的情况。巴克利和他的同事们确定,开普勒 186f 的大小仅比地球大 10%,这意味着它太小,不可能完全由气体构成,例如木星。“它很可能像我们自己的[地球]一样,由铁、岩石、冰、水等物质构成,”巴克利说。“这些不同属性的确切比例是我们无法测量的。”
天文学家们还计算出该行星从其恒星(一颗红矮星)接收到的能量。其辐射量不足以使水蒸发沸腾。如果开普勒 186f 拥有像地球一样的稀薄大气层来保持温暖,那么这足以维持液态水的存在。然而,数据无法判断该行星是否有大气层。
最后,研究团队还猜测了这颗行星的颜色——这可能不是什么高深的科学,但了解起来很有趣。开普勒 186f 从其恒星接收到的光比地球的太阳光更红。这意味着它可能存在的任何水海洋都将呈现出比地球海洋更暗淡的蓝色。如果这颗行星有冰山或云层,它们将呈现橙色。
目前还没有为开普勒 186f 安排后续研究。取而代之的是,天文学家们希望未来能够发现离我们更近、更容易分析的“地球表亲”。一个伟大的发现将是“地球双胞胎”,而不是“地球表亲”。双胞胎必须围绕一颗类日恒星运行,而不是像开普勒 186f 那样围绕一颗矮星运行。一颗更大、更亮的太阳将比开普勒 186f 的矮星为行星提供更多生命所需的能量。
巴克利和他的同事们于今日在《科学》杂志上发表了他们的研究成果。