地球上为什么会有季节？当然是因为行星的轴倾角。但倾角的作用远不止让我们从春季过渡到夏季，再到秋季，最后到冬季。它也是我们大气层的重要稳定力量——没有它，地球上的生命几乎肯定是不可能存在的。因此，有理由认为倾角可能在其他世界的生命孕育中也扮演着重要角色。这就引出了我们的一些新发现，这些发现发表在《天文学杂志》上，表明一对潜在宜居的系外行星拥有稳定的倾角，这增加了它们比我们想象的更像地球的可能性。
这些行星分别是开普勒-186f和开普勒-62f，它们分别距离地球550光年和990光年。前者在2014年首次公布其发现，是首颗在其恒星宜居带内发现的地球大小的系外行星；后者质量是地球的2.8倍（属于超级地球）。“我们已经知道这两颗系外行星很可能是岩石行星，并且它们位于宜居带，那里行星表面可能存在液态水，”该研究的作者，佐治亚理工学院的助理教授李功杰说。“我们正试图进一步限制这些行星的宜居性，以便更好地了解这两颗行星存在生命的几率。”
自转轴基本上决定了恒星发出的热量和辐射到达行星时如何分布。有些轴可以使这种分布相对温和，而另一些则可能导致更极端的环境。此外，行星的倾角有时会来回摆动，轴倾角的较大摆动可能导致恒星辐射传播方式出现更大的变化，从而影响大气环流和行星气候。
“自转轴的变化和气候如何真正影响生命的存在，目前尚不清楚——顽强的生命形式也可能存在于极端环境中——但一个稳定的环境可能是一个好的开始，”李说。
例如，人们认为轴倾角是火星，尽管它位于太阳系的宜居带内，但在过去四十亿年里失去了浓密的大气层，从一个温暖湿润的世界变成了一个寒冷干燥的地狱。火星的轴倾角曾在零到60度之间剧烈变化，这种不稳定性意味着它无法很好地保持大气层。另一方面，地球的轴倾角大约每10,000年只在22.1到24.5度之间摆动，这就是为什么蓝色的地球对生命如此友善了。李的合著者，哈佛-史密森天体物理中心的单雨彤指出，“如果没有如此巨大的月球，地球的轴倾角也会更不稳定，至少在这种情况下，它起到了一定的稳定作用。”
开普勒-62f和开普勒-186f特别引人关注，因为它们距离各自的宿主恒星比地球或火星都要远。“同样重要的是，”单说，“自转轴动力学在多行星系统中最为丰富，因为自转轴的可变性源于行星之间的引力相互作用。62f和186f都属于五行星系统，我们对其他行星的性质相当了解，因为它们都会凌星。”
在进行计算后，两人根据已有的数据进行了一些模拟，发现这两颗行星的自转轴都相当稳定，尽管它们都没有自己的月球。尽管在各自的恒星系统中需要应对相当多的系外行星邻居，但它们并未面临会破坏其轴倾角的引力效应。“这对那些生命的出现和生存依赖于其家园星球长期稳定性的生命形式来说是个好消息，”单说。
李认为，这种对自转轴的动力学分析“可以轻松地应用于其他系外行星系统”，并且将有助于加强或驳斥对其他世界宜居性的怀疑。
“我认为令人兴奋的收获是，”首次发现开普勒-62f的华盛顿大学天文学家埃里克·阿戈尔说，“这种动力学研究可以与真实的系统联系起来。现在我们有了表征[多]行星系统的可能前景。理论工作很多时候都很困难——需要考虑的参数太多，不总是清楚哪些目标[具有宜居性]最有希望，哪些没有。”
康奈尔大学卡尔·萨根研究所所长、参与开普勒-62f（和62e）发现团队的丽莎·卡尔滕格认为，这些发现是关于轴倾角在系外行星宜居性中作用的活跃讨论的一部分，但她强调，“在其他世界发展起来的生命……应该能够发展成任何轴倾角。如果地球有一个不同的轴倾角，生命可能会以不同的方式进化，但没有人知道这些差异是否会很大，或者我们是否只是生活在我们自己的世界的不同区域。”
