近日，美國國家航空航天局(NASA)宣布發(fā)現(xiàn)了一顆系外行星，編號為TOI 700d，并宣稱這顆行星可能存在液態(tài)水。消息一出，“首個可能宜居的地球大小行星被發(fā)現(xiàn)”這一話題便迅速登上微博熱搜榜。
一時間，行星TOI 700d占盡了風(fēng)頭。令人好奇的是，它究竟有哪些“資本”可與地球相提并論?
坐高鐵至少需要3億年
TOI 700d繞著恒星TOI 700轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)周期為37天。“公轉(zhuǎn)周期會影響行星的環(huán)境。試想，地球一年365天如果變成37天，生物演化一定與現(xiàn)在的不同，因為地球生物成長節(jié)律與季節(jié)變化有關(guān)。”南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授周禮勇告訴科技日報記者。
根據(jù)NASA公布的數(shù)據(jù)，恒星TOI 700的質(zhì)量和大小約是太陽的40%，表面溫度約為太陽表面溫度的一半。“由于宿主恒星TOI 700輻射能量比太陽少，它周圍的行星若要保持和地球相當(dāng)?shù)臏囟龋偷镁嚯x宿主恒星更近。”周禮勇說。
此外，恒星TOI 700是一顆紅矮星。“紅矮星紫外輻射很強，會使得行星大氣中的水分子、二氧化碳分子發(fā)生光致離解，也有可能侵蝕和剝離行星大氣。紅矮星的壽命也很長，能長時間保持較強的活動性，因此并不利于生命的長期演化。”中科院紫金山天文臺副研究員陳果告訴科技日報記者。
被潮汐鎖定也是TOI 700d引人關(guān)注的又一個特征，而這對行星的宜居性來說，似乎并無益處。首先，被潮汐鎖定后，行星只有一面對著宿主恒星，就像月亮永遠只有一面對著地球。“這意味著在TOI 700d上生活，就沒有白天和黑夜之分。”周禮勇說。
“其次，被潮汐鎖定的行星可能沒有大氣循環(huán)，即便有，大氣活動也會比地球弱很多。”周禮勇強調(diào)，被潮汐鎖定后行星很難產(chǎn)生劇烈的內(nèi)部活動，這會阻礙行星形成整體磁場。
這是因為，依據(jù)學(xué)界公認的“磁流體發(fā)電機”理論，行星磁場與行星內(nèi)部活動有關(guān)。“而對行星環(huán)境來說，磁場的作用非同小可。磁場能避免太陽風(fēng)直接打到行星表面，還能‘鎖住’大氣和水分。”北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授宗秋剛接受科技日報記者采訪時曾表示。
據(jù)悉，行星TOI 700d的體積比地球大20%左右，距離地球大約100光年。有人說，從天文學(xué)的尺度看，100光年并不遙遠。
但對人類來說是難以企及的目標。“100光年就是光走100年的距離，大約是9500千億公里，若用350公里時速的高鐵，大約要3億年才能到達。”陳果告訴科技日報記者。
并非“首個可能宜居的地球大小行星”
這一次，把行星TOI 700d帶入大眾視野的是赫赫有名的“行星獵人”——凌日系外行星勘測衛(wèi)星(TESS)。
“要注意，TOI-700d不是‘首個可能宜居的地球大小行星’，而是首個由TESS發(fā)現(xiàn)的位于宜居帶內(nèi)的地球大小的系外行星。許多媒體在報道時忽視了很重要的關(guān)鍵限定詞。”陳果直言。
有數(shù)據(jù)顯示，開普勒望遠鏡已發(fā)現(xiàn)4000多顆候選行星，其中處于宜居帶的行星超過200顆，包括系外行星開普勒(Kepler)-452b，以及去年9月英國倫敦大學(xué)學(xué)院宣布發(fā)現(xiàn)的K2-18b等。
“寬泛來說，與地球類似的宜居帶系外行星可能有十幾個。但嚴格來講，沒有一個真正與地球相似。”周禮勇告訴記者，此前甚至有人懷疑Kepler-452b這顆行星的存在。“因為恒星自身的活動會導(dǎo)致亮度變化，這一現(xiàn)象有時會與行星凌星時的現(xiàn)象類似，如果數(shù)據(jù)處理不好，就可能將二者混淆。”
陳果告訴科技日報記者，近期有研究對于發(fā)現(xiàn)Kepler-452b這顆行星的文章有所質(zhì)疑，認為并不排除相關(guān)信號來自儀器效應(yīng)。也就是說，很可能并不存在Kepler-452b。
一般來說，發(fā)現(xiàn)可能宜居的行星后，科學(xué)家接下來要做什么呢?
陳果表示，做理論研究的科學(xué)家，會根據(jù)可能宜居的行星的物理參數(shù)進行建模，分析其氣候，給出更為具體的宜居性指標，預(yù)測可能觀測到的光譜特征，研究其形成演化歷史等。
而做觀測研究的科學(xué)家，會嘗試通過凌星、視向速度、直接成像等手段，去獲取這顆行星的光譜，通過分析特定的光譜特征，來判斷是否存在對應(yīng)的原子、分子，并測量這些成分的豐度，綜合給出宜居性的觀測依據(jù)。“不過，現(xiàn)有的觀測設(shè)備仍難以開展針對宜居帶行星大氣的觀測研究。”陳果說。
如果真的發(fā)現(xiàn)宜居系外行星，人類會移居過去嗎?
“人類現(xiàn)有的科技是沒法實現(xiàn)的。”陳果解釋道，最近的比鄰星離我們也有4.22光年，以人造飛行器“帕克號”為例，若能一直保持其近日點時的最大速度(約70萬公里每小時)，那也要6500年才能到達離我們最近的比鄰星。代小佩