最近,電視劇《三體》的熱播,再次引起了大家對地外生命的好奇。想要尋找地外生命,首先要找到系外行星。因此,每一次有依據的系外行星被發現,都會引起廣泛的關注。
最近,來自德國馬克斯·普朗克天文研究所的天文學家Diana Kossakowski領導著她的團隊,發現了一顆非常有趣的系外行星。這顆行星被命名為Wolf 1069b,其質量是地球的1.36倍,這意味著它和地球的體型應該是很接近的。
盡管人類目前已經確認發現了超過5200顆系外行星,但其中絕大部分的質量都大于地球,只有不到1.5%的行星質量小于地球的2倍,因此這種質量和地球相當的系外行星就尤其引人注目。再考慮到這些行星需要和宿主恒星保持不遠不近的距離,從而將自己置身在宜居帶內,這樣的行星就更少了,目前只被發現了十幾顆。
令人興奮的是,Wolf 1069b就位于這樣的宜居帶內。據觀測,它的公轉周期只有15.6天,通過計算可以發現,它和宿主恒星之間的距離僅有日地距離的1/15左右。雖然這個距離好像非常近,但它的宿主恒星Wolf 1069屬于一顆紅矮星,不論是體積還是溫度都遠低于太陽。因此,它周圍的宜居帶要遠比太陽更近(圖二)。
研究表明,Wolf 1069b從宿主恒星處接受的輻射相當于地球從太陽處獲得能量的65%左右。這么算下來,它的表面溫度應該是-23℃左右。不過,行星表面的溫度不僅取決于獲得的輻射量,還和許多因素有關,比如大氣層。
上面推測的-23℃,是在它的表面像水星一樣沒有大氣層的情況下。如果沒有大氣層,就算表面溫度宜居,也無法讓生命存活。如果它有一個大氣層,并且這個大氣層相對濃厚,那就可以更好地保存熱量和表面的水分,從而為生命的出現創造條件。
紅矮星周圍的行星還要面臨一個問題,那就是潮汐鎖定。由于紅矮星溫度太低,行星必須像Wolf 1069b這樣距離它非常近才能獲得足夠的溫度。但如果太近了,則可能在宿主恒星引力的作用下,導致永遠只有一面朝向恒星,另一面永遠看不到恒星,就像我們頭頂的月球一樣。
這樣的結果是:朝向宿主恒星的那一面會獲得非常高的溫度,另一面反而極度寒冷,二者都不宜居。在這種情況下,只有晨昏線周圍的狹窄區域內,有可能保持相對合適的溫度。不過根據目前的模擬結果來看,Wolf 1069b只有永遠朝向恒星的那一面溫度比較適宜(如圖四所示,紅色圈范圍內被認為有可能存在液態水)。
盡管它距離地球只有31光年,已經非常近了,但天文學家目前獲得的信息大概就只有這些了。由于它的軌道不在宿主恒星和地球之間,我們也無法通過光譜對它的大氣進行分析。人類只有找到更先進的辦法,才能更了解它的表面環境。