超级地球

我们在太空中是孤独的吗？

这个问题困扰着人类多年，即使在今天，科学家也仍然不能通过系统的科学知识给出一个准确的答案。

尽管如此，人类仍然没有放弃对地外行星的寻找。

我们想要搜寻其他文明可能存在的痕迹，其次对于人类来讲，如果能够找到第二个“地球”，或许能够帮助我们解决未来的生存问题。

不管从哪个角度来看，寻找一颗合适的宜居星球对人类来讲都有非比寻常的意义。

它不仅体现在科学家身上肩负的重任，即使在民间也有大量的爱好者们会使用身边的一切手段去探寻可能。

大量探索系外行星的研究显示，系外行星研究者们带来了一个新的消息，一颗大地球4倍的宜居星球距离我们只有37光年。

人们利用日本在2007年设立的斯巴鲁战略计划，并用斯巴鲁望远镜观测到了这颗行星。

罗斯508b与地球的对比

新发现的行星被命名为罗斯508b，这是一颗超大的岩石行星，且位于宜居带中。

因此科学家们相信在罗斯508b中应该保留有液态水，这或许是生命存在的依据。

另一方面，来自进一步的观察显示，罗斯508b所处的恒星系统中，其主星为M型恒星。

如果围绕恒星旋转一周只需要10.8天，接近11天的样子。

罗斯508b的假想状态

换句话说，这里度年如日，一年只有11天。

这意味着罗斯508b的行星轨道并不大，而它的主星作为一颗红矮星会比太阳小得多。

因此在相对更小的天体尺寸中，天体之间的引力场也不会像太阳系中那样广阔。

考虑到罗斯508b距离M型主星只有500万公里，相比之下，就连水星到太阳都有6000万公里。

太阳系中的天体顺序排列

所以我们也不难看出，罗斯508b的状态为何会是这个样子。

那么关键的问题在于，这样一颗奇葩的行星是怎么被认定它处于宜居带中的呢？

从轨道上来看，罗斯508b的轨道呈椭圆形，这意味着它不会随时都离恒星很近，并且它几乎在宜居带中上下倾斜。

另外由于行星本身够大，星球自身可以依靠重力系统来保留水分。

罗斯508b属于超级地球范畴

当然了，身处红矮星中的天体并不是每个都像罗斯508b这样幸运。

事实上银河系中有四分之三的恒星比太阳还要矮小，这在太阳系周围很丰富。

所以寻找宜居目标天体自然也会是在红矮星系统中搜索。

对此类附近系外行星的发现，以及对其大气和表层的详细观察，可以帮助科学家了解与太阳系不同的环境中是否存在生命。

地球与其他大型行星比对

宜居带的重要性

不过要想在红矮星系统中搜索宜居行星并不容易，由于红矮星的表面温度低于4000度，这使得它们的可见光非常微弱。

以前科学家在搜索太阳系附近的红矮星时发现过几颗行星。

比如比邻星b，这是离太阳最近的恒星，也是三合星的一部分，位于半人马座阿尔法星系统。

但是这颗恒星的表面温度低于3000度，属于晚期红矮星。

科学家在早期搜索它的时候相当麻烦，又是光谱分析，多普勒发分析的。

后来科学家采用凌日法来搜寻这类红矮星才变得靠谱起来。

为了解决红矮星的光谱观察问题，如今天文学采用了更高精度的光谱仪对红外波段进行搜索。

比邻星b的构想图

前面提到的斯巴鲁战略计划中，日本天体生物学中心研制的红外多普勒仪器可以用于8米级望远镜。

安装在斯巴鲁望远镜上的红外多普勒仪器可以检测到恒星速度的微小波动，相当于人徒步行走的速度。

另外，这也时该望远镜第一次通过系统搜索发现的第一颗系外行星。

为了确认罗斯508b光谱的周期性摆动确实是由行星引起的，观测团队确定了恒星亮度等多种观测指标来排除相关可能。

罗斯508b视线速度的周期性变化

当然，最终的结果得到了认定，罗斯508b确实是一颗超级地球。

像罗斯508b这样的行星处于宜居带中，还有水的存在，意味着的生命的可能。

考虑到红矮星系统的观察十分不易，它的发现将会成为未来观测验证红矮星系统周围行星宜居性可能的重要参考。

除此之外，科学家还会对该行星中的大气分子和原子光谱进行进一步观测。

宜居带的分布状态

不过当前的望远镜由于太靠近中心恒星，因此不能对行星进行直接成像。

所以在未来的观测活动中，罗斯508b的观测任务会交给30米级望远镜进行进一步探寻。

截至目前为止，除了比邻星b、罗斯508b以及另外一个红矮星系统，如此低质量恒星运转的行星只有3个。

37光年尽管对人类来讲是遥不可及的存在，但是对于星际航行或者宇宙中的天体距离来讲，37光年就相当于家门口发现了一颗超级地球。

在比邻星b上看日出

这样的发现自然会让不少研究人员为之兴奋，更重要的是，罗斯508b的会成为未来红矮星系统中的参考天体。

正如前面提到的，它是一颗岩石行星，对于未来的移民居住，岩石行星是必要条件。

木星这样的大型气体行星显然不可能成为居住地，地球的特殊地方在于，太阳作为G型黄色恒星在银河系中并不常见。

相比之下，部分科学家认为比太阳稍冷、亮度更低的恒星，也就是橙矮星。

它们会更可能适合高级生命，因为橙矮星可以稳定燃烧数百亿年，这给生物进化带来了前所未有的时间和空间。

相对恒星大小和光球温度

未来的搜索

罗斯508b的发现和观察揭示了一个最本质的问题，为什么我们要搜寻地外行星，去寻找一颗超级地球？

到达几十光年、数百光年外，人类要走的路还很漫长。

但在今天以及未来的岁月中，地球，我们唯一的家园。

它有着生命所需要的一切，人类对未知世界的探寻是想证明我们并不孤单。

另外这也对了解早期的地球也起到帮助作用，从而帮助科学家更好地认识我们的太阳，去了解其他恒星。

宜居带轨道距离概述与比较

行星的大小和质量也会影响支持生命的能力，一颗比地球大的岩石行星意味着更多可居住的表面积，并可能拥有更厚、更稳定的大气层。

如果是地球质量1.5倍的行星，则可以更长时间的保存内部的热量。

这有利于行星核心保持稳定，维持更长时间的磁场，从而保证生命有机会出现进化。

气态行星与地球

超级地球的意义正是如此，所以从这一点来看，人类的出现十分难得，说是运气够好一点儿也不夸张。

在进一步的阐述中，科学家认为比地球略高5℃的行星也许是超级宜居的。

这听起来似乎有悖当下的环境策略，不过科学家考虑的是，更高的温度意味着更大的热带区，由此帮助超级地球培养更多的生物多样性。

当然，温暖的行星自然也需要更多的水分。

银河系中三类恒星的特征

总之相关的天体研究才刚刚开始，日本斯巴鲁望远镜的研究团队另外还确定了24颗潜在的超级宜居行星。

尽管里面大多数没有符合超级宜居行星的标准，但其中一颗名为KOI 5715.01天体满足了两个条件。

KOI意为开普勒潜在兴趣天体，5715.01的形成历史有55亿年，直径是地球的1.8~2.4倍，同样是一颗超级地球。

更重要的是，它的主星是一颗橙矮星。科学家推测，如果它有足够多的气体来吸收热量，那它无疑会是超宜居行星。

对KOI 5715.01的假想

尽管并不是每颗潜在天体都有可能，但人类始终没有放弃搜寻。

我们的未来又何尝需要被束缚在太阳系中呢？