科技日?qǐng)?bào)2020年1月14日訊 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(hào)為TOI700d，并宣稱這顆行星可能存在液態(tài)水。消息一出，“首個(gè)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(shí)間，行星TOI700d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
TOI700d繞著恒星TOI700轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)周期為37天。“公轉(zhuǎn)周期會(huì)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?yàn)榈厍蛏锍砷L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?qǐng)?bào)記者。
根據(jù)NASA公布的數(shù)據(jù)，恒星TOI700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TOI700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?，就得距離宿主恒星更近?！敝芏Y勇說。
此外，恒星TOI700是一顆紅矮星?！凹t矮星紫外輻射很強(qiáng)，會(huì)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(shí)間保持較強(qiáng)的活動(dòng)性，因此并不利于生命的長期演化。”中科院紫金山天文臺(tái)副研究員陳果告訴科技日?qǐng)?bào)記者。
被潮汐鎖定也是TOI700d引人關(guān)注的又一個(gè)特征，而這對(duì)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(duì)著宿主恒星，就像月亮永遠(yuǎn)只有一面對(duì)著地球?！斑@意味著在TOI700d上生活，就沒有白天和黑夜之分?！敝芏Y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(dòng)也會(huì)比地球弱很多?！敝芏Y勇強(qiáng)調(diào)，被潮汐鎖定后行星很難產(chǎn)生劇烈的內(nèi)部活動(dòng)，這會(huì)阻礙行星形成整體磁場(chǎng)。
這是因?yàn)椋罁?jù)學(xué)界公認(rèn)的“磁流體發(fā)電機(jī)”理論，行星磁場(chǎng)與行星內(nèi)部活動(dòng)有關(guān)。“而對(duì)行星環(huán)境來說，磁場(chǎng)的作用非同小可。磁場(chǎng)能避免太陽風(fēng)直接打到行星表面，還能‘鎖住’大氣和水分?！北本┐髮W(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授宗秋剛接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)曾表示。
據(jù)悉，行星TOI700d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(yuǎn)。
但對(duì)人類來說是難以企及的目標(biāo)。“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(shí)速的高鐵，大約要3億年才能到達(dá)。”陳果告訴科技日?qǐng)?bào)記者。
并非“首個(gè)可能宜居的地球大小行星”
這一次，把行星TOI700d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(cè)衛(wèi)星（TESS）。
“要注意，TOI-700d不是‘首個(gè)可能宜居的地球大小行星’，而是首個(gè)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(bào)道時(shí)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(yuǎn)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(gè)。但嚴(yán)格來講，沒有一個(gè)真正與地球相似?！敝芏Y勇告訴記者，此前甚至有人懷疑Kepler-452b這顆行星的存在。“因?yàn)楹阈亲陨淼幕顒?dòng)會(huì)導(dǎo)致亮度變化，這一現(xiàn)象有時(shí)會(huì)與行星凌星時(shí)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?qǐng)?bào)記者，近期有研究對(duì)于發(fā)現(xiàn)Kepler-452b這顆行星的文章有所質(zhì)疑，認(rèn)為并不排除相關(guān)信號(hào)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(huì)根據(jù)可能宜居的行星的物理參數(shù)進(jìn)行建模，分析其氣候，給出更為具體的宜居性指標(biāo)，預(yù)測(cè)可能觀測(cè)到的光譜特征，研究其形成演化歷史等。
而做觀測(cè)研究的科學(xué)家，會(huì)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(duì)應(yīng)的原子、分子，并測(cè)量這些成分的豐度，綜合給出宜居性的觀測(cè)依據(jù)?！安贿^，現(xiàn)有的觀測(cè)設(shè)備仍難以開展針對(duì)宜居帶行星大氣的觀測(cè)研究?！标惞f。
如果真的發(fā)現(xiàn)宜居系外行星，人類會(huì)移居過去嗎？
“人類現(xiàn)有的科技是沒法實(shí)現(xiàn)的?！标惞忉尩溃罱谋揉徯请x我們也有4.22光年，以人造飛行器“帕克號(hào)”為例，若能一直保持其近日點(diǎn)時(shí)的最大速度（約70萬公里每小時(shí)），那也要6500年才能到達(dá)離我們最近的比鄰星。