【原】如果移居外太空，我們可以去哪里？太陽系外還是系內(nèi)？

天文在線 2023-04-08 發(fā)布于云南

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尋找第二個(gè)家園，它究竟在什么地方？

1地球相似性指數(shù)：除了地球，我們還能居住在哪里？

地球也許是我們的家園，但某一天，我們將會(huì)需要尋找一個(gè)新的星球去居住。

編輯過的太空視角的地球圖像

美國國家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心Reto St?ckli， Nazmi El Saleous， and Marit Jentoft-Nilsen

長期以來，地球上一直有茂密的森林;巨大的藍(lán)色水體;各種奇怪而奇妙的生物;能在最不適宜居住的地方生存的生物;當(dāng)然，這是每一個(gè)曾經(jīng)生活過的人類都稱之為“家”的地方。

不幸的是，我們從未成為地球上最偉大的管理員。氣候變化是個(gè)亟待解決的嚴(yán)重問題。如果沒能解決，那么當(dāng)冰蓋融化，融水將數(shù)以萬計(jì)的人們沖出他們的家園或者土地的時(shí)候，這個(gè)“綠色和藍(lán)色的星球”將只是一塊藍(lán)色大理石。

全球變暖不是我們面臨的唯一威脅：一顆彗星或小行星就可以消滅我們，而我們面臨這一切的時(shí)候?qū)o能為力。擁有核武器的國家之間的緊張關(guān)系可能會(huì)繼續(xù)顯現(xiàn)，而地球可能會(huì)因?yàn)榉派湫猿练e物而變得不再適宜居住。

如果我們設(shè)法避免掉上面的所有問題，在幾十億年后，太陽將會(huì)燃燒殆盡，膨脹成紅巨星，吞噬地球。要么我們的物種會(huì)滅絕，要么，希望未來的科學(xué)家能夠找到一種方法將剩余的人類送到另一個(gè)宜居的星球。

2 什么是地球相似性指數(shù)？

該指數(shù)于2011年被提出，它根據(jù)一些特質(zhì)給系外行星一個(gè)從0（沒有相似性）到1（與地球非常相像）的數(shù)字。這些特質(zhì)包括系外行星的體積密度，平均半徑，表面溫度，以及逃逸速度（本質(zhì)上就是脫離行星軌道必須達(dá)到的速度）。

我們將評分高于0。8的行星稱為類地行星。為了讓你們了解這個(gè)評分機(jī)制，金星的分?jǐn)?shù)為0。44，火星0。64，這意味著這兩個(gè)星球都沒有特別類地。當(dāng)然，因?yàn)槲覀兪菑姆治鲋惺占羞@些測量信息的，所以我們并不總是有每個(gè)系外行星的所有信息，比如光系外行星會(huì)反射光線。所以有些分?jǐn)?shù)只是我們最好的猜測。

其它的一些因素也必須考慮進(jìn)去：這個(gè)行星是否有著固體表面，以及保護(hù)自己不受太空噪聲影響的大氣層和磁氣圈？這里是否有某種能量來源（比如板塊構(gòu)造論）？是哪些化學(xué)混合物組成了這個(gè)星球的大氣層？這個(gè)星球能否保持在一個(gè)穩(wěn)定的圍繞恒星運(yùn)動(dòng)的軌道以讓自己永遠(yuǎn)處于宜居帶中嗎？它圍繞著的恒星能穩(wěn)定地處在亮度波動(dòng)范圍內(nèi)嗎？在它的軌道軸上它是不是有一個(gè)很極端的傾斜呢？對于大多數(shù)已經(jīng)被探測到的行星，很多這些信息我們還仍然不知道。

的確，我們還有很多需要考慮。目前，天文學(xué)家們基于地球相似性指數(shù)找到了幾個(gè)有希望的候選者。事實(shí)上，在2020年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了24顆行星，被公認(rèn)為超級宜居的星球，可能會(huì)比地球更適合生命存在。

所以我們會(huì)定居在地球之外的哪個(gè)星球上呢？

幸虧有開普勒望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家們已經(jīng)在所謂的“宜居帶”中發(fā)現(xiàn)了幾十顆行星，也就是那些與恒星的距離剛好可以維持生命的行星。

這些行星的表面溫度可能允許液態(tài)水的存在。當(dāng)然，那不意味著這顆星球天生就適合我們居住。除了水，人類還需要氧氣和食物來維持生存。任何我們將來有可能會(huì)移民過去的星球都需要滿足一定的特征，這也就是為什么天文學(xué)家會(huì)制定這個(gè)地球相似性指數(shù)的原因。

2。1。葛利斯832c

藝術(shù)家對系外行星葛利斯 832 c的渲染。來源：徑向速度/維基共享資源

其中一個(gè)最有趣的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)據(jù)說類地的星球葛利斯832c。位于距離地球16光年的格魯斯星座，葛利斯832c在宜居帶中圍繞著它的紅矮星運(yùn)動(dòng)。它相對較近的距離使得它成為符合我們居住要求的第五近的系外行星。

根據(jù)波多黎各大學(xué)阿雷西博分校的行星宜居性實(shí)驗(yàn)室主任亞伯門德斯·托雷斯，葛利斯832c的地球相似性指數(shù)是0。81。我們將要探索的很多星球分?jǐn)?shù)都高于這個(gè)分?jǐn)?shù)，但鑒于它極為靠近地球，我們將其視為一個(gè)極有可能的候選者。

但是缺點(diǎn)是，葛利斯832c被認(rèn)為是超級地球，這意味著它的質(zhì)量遠(yuǎn)大于地球（大概5倍地球重）。也就是說這顆星球可能會(huì)有一個(gè)很強(qiáng)的大氣層，能夠使整個(gè)星球變得不宜居。它可能會(huì)比地球更接近金星。

2。2。KOI-4878。01

來源：美國國家宇航局/搜尋地外文明學(xué)會(huì)/加州理工學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

KOI-4878。01地球相似性指數(shù)為0。98，可能會(huì)被證明為迄今為止發(fā)現(xiàn)的最像地球的行星。有些人甚至稱它為迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)“第二個(gè)地球”，盡管這顆星球的條件尚未得到證實(shí)。

它圍繞著一顆F-型的主序星旋轉(zhuǎn)，這顆主序星位于距離地球1075光年的天龍座。在這里，一年持續(xù)449個(gè)地球日，并且它圍繞著一顆比太陽稍微年長質(zhì)量又稍輕的恒星運(yùn)動(dòng)。另一方面，這顆星球的質(zhì)量估計(jì)為地球質(zhì)量的0。4到3倍。據(jù)說它從它的恒星那里接受到相近數(shù)量的能量，而且還處于宜居帶中。

不幸的是，我們還需要進(jìn)行更多的觀察來證實(shí)這顆星球不僅存在，還具備所有類地行星的特性?？赡墚?dāng)詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡最終發(fā)射到這顆星球的時(shí)候，這個(gè)夢想就會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。

2。3。TRAPPIST-1e

來源：美國國家航天局

根據(jù)地球相似性指數(shù)，得分第二高的系外行星是一顆被稱為TRAPPIST-1e（如果你能記得住，它也叫2MASS J23062928-0502285）的星球。這顆星球有很大的可能性，因?yàn)椴坏泻芨叩姆謹(jǐn)?shù)，而且在宇宙尺度上，它距離地球相對來說也比較近。

TRAPPIST-1e得分0。95，它在大小，質(zhì)量，密度，地表引力和溫度上都被認(rèn)為接近地球。它圍繞者一顆處在距離地球約40光年的水瓶座里的“超級冷”的矮星旋轉(zhuǎn)。

有趣的是，它圍繞的那顆星球的質(zhì)量只有太陽的百分之八，這意味著它能存活4、5兆年（大概是我們太陽壽命的400-500倍），這增加了對人類的吸引力，因?yàn)檫@樣的話我們將不再需要為移居到另一個(gè)星球而冒險(xiǎn)了。它甚至可能是宇宙中最后一顆燃燒殆盡的星球。

然而，鑒于它的恒星的大小，為了保持一直在宜居帶，TRAPPIST-1e必須在離恒星很近的距離圍繞它旋轉(zhuǎn)，因此它很有可能會(huì)被潮汐鎖定。這意味著，這顆行星會(huì)像月亮一樣，始終有一面朝向它的恒星。因此，它面對恒星的那一面將會(huì)很熱，而另一半球則會(huì)永遠(yuǎn)沐浴在永恒的黑夜之中。當(dāng)然，它有可能有所謂的“晨昏線”，晨昏線本質(zhì)上是大陸的邊緣，那里的溫度可能有利于液態(tài)水的存在。當(dāng)然人們也懷疑它的大氣層是否足夠厚，可以將熱量循環(huán)到行星兩側(cè)。目前，它仍然是一個(gè)可行的勘探侯選地。

2。4。土衛(wèi)二

這幅合成圖像展示了土衛(wèi)二如何從其表面的裂縫中噴出水羽

來源：美國國家航天局/噴氣推進(jìn)研究所

雖然嚴(yán)格上說土衛(wèi)二沒有地球相似性分?jǐn)?shù)，但我們不應(yīng)忘記提到土衛(wèi)二，這個(gè)土星的眾多行星之一，可能是在我們太陽系中最宜居的地方。至少提出一個(gè)在我們附近的天體很重要，因?yàn)槿祟愑锌赡苡肋h(yuǎn)都發(fā)展不了讓我們完全離開太陽系的技術(shù)。

土衛(wèi)二是太陽系中已知的為數(shù)不多的有液態(tài)水的一個(gè)星球。也有一些證據(jù)表明在土衛(wèi)二冰冷的表層下隱藏著一片水冰海洋。它經(jīng)常將水噴射到太空噴射機(jī)上，噴射機(jī)可以將水冰以800英里/小時(shí)（400米/秒）發(fā)射出去，最終聚合成土星的E-環(huán)，并且我們已經(jīng)可以確定它包含哪些化學(xué)物質(zhì)。通過這些，我們知道了這顆小衛(wèi)星有著“大多數(shù)生命所需的化學(xué)成分”。間歇泉的存在和散熱的證據(jù)也表明，從地質(zhì)學(xué)角度來看土衛(wèi)二是顆很活躍的星球。

人類是否能在土衛(wèi)二上開發(fā)殖民地還是個(gè)謎。由于土星和附近衛(wèi)星的引力作用，它確實(shí)有某種形式的地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)，這是個(gè)好跡象。另外，當(dāng)太陽膨脹變成一顆紅巨星，假如它能逃脫太陽的暴怒，這顆溫度保持在330華氏度（零下201攝氏度）的冰冷的小衛(wèi)星，可能會(huì)變成一片溫暖的綠洲。

天文學(xué)家估計(jì)，在我們星系中行星的數(shù)量多于恒星。我們的月球繞著銀河系中2000億顆恒星中的一顆旋轉(zhuǎn)，所以僅僅是我們星系可能有3。2萬億顆之多的行星。據(jù)估計(jì)，可能有3億人適合居住。我們目前所擁有的技術(shù)已經(jīng)可以覆蓋到2500個(gè)其它的“太陽系”以及4000顆行星，它還處于起步階段。誰知道地平線之外會(huì)有什么激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)呢？

簡介：雖然地球是我們的家園，但終有一天，當(dāng)?shù)厍虿辉龠m合生命時(shí)，生命終將要尋找新的星球去生存下來。

BY: Jaime Trosper

FY: Turbojs

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選文：天文志愿文章組-多瑞果

翻譯：天文志愿文章組- Turbojs

審核：天文志愿文章組-

終審：天文志愿文章組-零度星系

排版：天文志愿文章組-零度星系

美觀：天文志愿文章組-

參考資料