一个天文学家已经广泛撒网寻找宜居行星,雅典佐治亚大学的一个研究小组认为,撒网范围可能太广,没有什么用处。他们认为,我们需要的不仅仅是找到可以支持生命的行星,而是寻找那些可以支持我们可以探测到的生命的行星,这是一个更狭窄的子集。他们提供了如何做到这一点的起点,重点关注他们所谓的“宜居带”(PHZ)并确定其中的五颗行星。
恒星的宜居带目前被定义为接受适量阳光以支持液态水的区域——没有太多的阳光全部蒸发,也没有那么多的阳光全部冻结。这个定义可能有点模糊,因为行星大气层中的边界可能会发生变化。尽管如此,每当在这个区域内发现类地行星时,我们都会感到兴奋,这已经足够了,天文设备的一些进步是。
然而,正如卡桑德拉·霍尔博士领导的团队在提交给《天体物理学杂志》的预印本论文中指出的那样,如果我们无法从这里探测到一颗行星,那么它是否能够支持生命并不重要。例如,想象一下外星人绕轨道运行试图弄清楚太阳系中是否存在生命。他们可能认为火星可能适合居住,但他们不可能在那么远的距离探测到那里的任何生命——即使火星车在火星表面,我们也不确定。另一方面,地球会容易得多。
这是因为地球上的生命非常丰富,它以非生物过程无法做到的方式极大地改变了大气层。霍尔和合著者指出,寻找类似的大气变化是寻找外星生命的下一个前沿领域。 “这样的探测可能需要专门的研究,占用大量的望远镜时间。”需要将数百次穿过行星恒星表面的凌日合并起来。
直到我们拥有数十个 JWST 或在操作上,我们不能浪费这样的时间,需要谨慎选择目标。
PHZ 的定义也很棘手。作者得出结论: “在最理想的生命条件下,没有大气和温室效应,光合宜居带几乎与宜居带一样宽。另一方面,如果生命的条件不太好,大气衰减和温室效应甚至是中等,那么光合作用的宜居带就会集中在更大质量恒星周围更大的距离处。”
在我们投入大量望远镜时间研究某个系统之前,我们几乎肯定不会知道温室效应,甚至可能也不会知道。地球一天的长度是另一个作者认为如果不理想的话可能会缩小PHZ的因素,但也可能是未知的。因此,最安全的做法是重点关注在各种条件下将位于 PHZ 的区域。
我们发现的许多宜居带行星预计将是“”,一侧永远面向他们的星星。关于这些行星是否确实适合居住一直存在激烈争论。在某些情况下,应该有一个暮光环,那里的温度可能合适,在较冷的情况下,直接指向恒星的区域可能有适当的温暖。然而,作者写道; “我们的分析表明,在所有情况下,PHZ 主要存在于潮汐锁定半径之外,这表明在宇宙其他地方寻找生命应该集中在非潮汐锁定行星周围。”
在 29 颗已知位于宜居带的岩石行星中,作者发现只有 5 颗对于所有可能的变量都始终处于 PHZ 中; Kepler-452 b、Kepler-1638 b、Kepler-1544 b 以及 Kepler-62 e 和 f。如果我们要投入大量望远镜时间来尝试识别行星大气层,那么这些看起来就是起点。
这项工作依赖于行星上的生物化学运作方式与我们相似的假设,但正如作者指出的,如果不是这样,我们可能无法识别这些产品,所以没有什么意义。
本文的早期版本发表于。