开普勒452B的地球基因

科普中国-科普融合创作与传播 2017-12-18

  天文学家一直没有放弃寻找另一个地球。早在21年前,也就是1995年,人们发现第一个太阳系外行星,它绕着类似太阳的恒星旋转。

  美国宇航员(NASA)在2015年7月24日凌晨发现开普勒452B星球,该星球被称为“最像地球的星球”。它为什么能获得这个称号,它都有哪些地球的“基因”?

  一、运转周期与质量

  目前科学家无法直接测量开普勒452B,对于该星球的了解仅仅限于推测分析。开普勒452B比地球质量重5倍,是类似于地球的固态星球,公转周期约为385日。

  据科学家分析,开普勒452B有60亿高龄,在最初的50亿年里,该星球可能像地球一样接受比较少的恒星能量。

  开普勒452B比地球大60%,围绕其恒星旋转的周期是385天,行星距离其恒星的距离和地球距离太阳的距离类似。这样和地球类似的情况,可能孕育生命,既不至于天寒地冻、水凝成冰,也不至于天燥地热、水蒸成气。

  天文学家推断开普勒452B有生命存在的基础,不仅因为它的运转周期和质量与地球类似,绕着一颗与太阳非常相似的恒星运行。开普勒452B到恒星的距离,和地球到太阳的距离接近。那个恒星的质量比太阳多出4%,亮度高出10%。它和地球一样,接收着恒星的光(类似太阳光),这是它被认为存在生命的原因。

  

  科学家分析推测开普勒452B和地球类似,是岩石结构的行星,它上面有坚硬的土地,可能藏着火山运动。(注:生命演化时间推测由紫金山天文台研究员王思潮提出,他认为开普勒452B围绕的恒星“年龄”大约45.5亿年,与太阳60亿年的“年龄”接近。开普勒452B表面可能存在生命推测由美国NASA的科学家们提出,是根据开普勒452B与恒星的距离、公转周期等推测,认为它“表面有可能存在生命,或者在它存在的历史中曾出现过生命”。)

  二、宜居带与液态水

  “宜居带”(Habitable Zone)指在一颗恒星周围的一定距离范围,水可以以液态形式存在(液态水被科学家们认为是生命生存不可缺少的物质)。若一颗星球正好处在宜居带,则被认为有很大的机会存在生命,或拥有生命生存的环境。

  开普勒452B被发现位于宜居带中,有可能具备和地球环境类似的表面温度,并存在液态水。但是根据目前的研究结果,还不能确定开普勒452B是否存在水或空气。

  地球为生命提供了最基本的生存环境,成为迄今为止人类已知的第一个有生命的星球,在探寻新的宜居星球时,都是以地球为参考的。

  

  宜居要素主要包含位置、生物、时间三大因素。

  位置:开普勒452B被认为是第二个宜居星球的一个关键因素,是它有和地球相近的“年龄”、运转周期,并围绕着一颗和太阳非常类似的恒星运行。其中,地球和太阳的距离也被称为“宜居带”的基础。处于“宜居带”的星球接受恒星辐射的热量不会少得使水结冰,也不会多得使水沸腾,刚好维持一个液态的海洋。而太阳系的金星和火星到太阳的距离就不适合生命存在。离恒星太近,因行星表面温度过高水分蒸发成气而不会存在液态海洋;离恒星太远又因温度太低水分会被冻结成冰。相对于地球的轨道而言,金星与太阳的距离近了30%,火星远了50%。

  

  开普勒452B的体积不是最接近地球的太阳系外行星。但是它所围绕的行星,类似太阳。2014年科学家宣布发现的开普勒186F,半径是地球的1.17倍,而2015年初宣布发现的开普勒438B,半径更是只有地球的1.12倍。它们都处于宜居地带,比开普勒452B更接近于地球的大小,但是他们所围绕的行星相比太阳小得多。

  生物:动物的宜居带是,行星在表面维持一个液态的海洋并且能够保持全球平均温度低于50℃;人类(高等智慧生命)的宜居带需要足够庄稼供人食用;微生物的宜居带几乎包含了整个太阳系;对于其它种类而言,宜居带则要宽于高等生物但窄于微生物。

  时间:以太阳系为例,太阳在变亮(辐射、核聚变等因素),温度增加,太阳系的宜居带也在向外移动,地球的相对位置就会逐渐变为金星,不过此情形会发生在20~30亿年以后,地球处于宜居带的时间还有60~80亿年。因而天文学家可以根据开普勒452B大小、质量,围绕恒星旋转的周期、恒星的亮度、大小初步推算它是否可能成为另一个星球。

  三、空气、大气压和其它宜居条件

  在我们太阳系里,行星被分为两类:一类和地球一样,由岩石构成;另一类则比地球大得多,主要由气体构成。目前为止,虽然天文学家还不能判断开普勒452B是否属于岩石星球。但根据推测,它有很大的可能性是一颗岩石星球。

  开普勒452B是否宜居,还要分析空气、大气压和其他条件。以地球海平面1个大气压为标准,医院高压氧舱为1.4个,珠峰为0.4个。大气太薄或者太密,人类都受不了。例如,金星大气压为90个,人类自然无法居留。

  科学家指出,星球的半径周期很容易测量,但地质信息很难获得。开普勒452B太远太暗,以现有科技很难直接测量其质量,只能依据其它很多相近行星的数据,对其可能具有的质量等信息进行预测和估算。但是,关于这颗行星其它重要参数,如物质构成、气温等数据,天文学家尚在探索中。

责任编辑:科普云

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