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在银河系中,可能有多达100亿颗类地行星

2019-8-20@艾米 0 评论

我们所在的银河系可能散落着像地球一样温暖的水汪汪的行星。

这是宾夕法尼亚州立大学研究人员的结论,他们利用NASA开普勒望远镜的数据来估算银河系中类地行星的数量。

他们在本周发表在《天文学杂志》上的研究结果表明,每四颗类似太阳的恒星中就有一颗绕轨道运行的类地行星。总而言之,这意味着在我们的家园银河系中可能有多达100亿颗类似地球的世界

在银河系中,可能有多达100亿颗类地行星

这项估计是寻找外星生命的一个重要步骤,因为其他行星上的任何潜在生命都很可能在一个像地球一样温暖到足以容纳液态水的世界上被发现。

因此,更好地了解星系中类似地球的行星的数量可以为像广域红外勘测望远镜(WFIRST)这样的项目提供信息,该望远镜将于20世纪20年代中期发射到太空,并在遥远的行星上寻找氧气和水蒸气的迹象。

天体物理学教授、这项新研究的合著者埃里克·福特(Eric Ford)称:“如果我们知道何时何地去看,我们的投资会获得更多的回报。”

福特的研究小组将一颗类地行星定义为地球大小的四分之三到五分之一,每237到500天围绕它的恒星运行一圈。

这大概是在恒星的可居住区域内–也就是福特在一份新闻稿中描述的“行星可以在其表面保持液态水的轨道距离范围”。“对于那些试图为下一个主要的空间观测站找到一个好的设计方案的天文学家来说,这一信息是这个计划过程中不可或缺的一部分。”

类地行星有50到100亿颗

研究人员的估计是基于NASA开普勒太空望远镜的数据。该望远镜于2009年发射,利用所谓的“过境法”发现太阳系外的世界。它观察了超过530,000颗恒星的亮度是否有微小的下降,这可能是由于一颗行星经过它(被观测恒星)前面而引起的–换句话说,是“过境”导致。

开普勒发现了2600多颗系外行星,揭示了银河系中的行星多于恒星,并为研究人员提供了新的发现行星类型多样性的方法。

望远镜还让科学家首次证实许多系外行星与地球相似。

该望远镜去年在耗尽燃料后退役,但是将行星狩猎火炬传递给了2018年4月发射的凌日系外行星勘测卫星(TESS)。

总的来说,开普勒的研究结果表明,在夜空中可见的恒星中,有20%到50%的恒星在其可居住区域内有类地行星。

但是福特的研究小组不想仅仅根据开普勒发现的系外行星来估计银河系中类地行星的数量,因为过境方法只擅长探测靠近恒星的大行星(因为它们阻挡了更多的光)。

然而,寻找远离恒星的小行星效果并不是很好。此外,开普勒的方法偏向于小型、暗淡的恒星,大约是太阳质量的三分之一

因此,为了估计开普勒可能错过了多少颗行星,研究人员结合开普勒的行星目录和欧洲航天局盖亚航天器对银河系恒星的调查,对假设的恒星和行星宇宙进行了计算机模拟。

然后,研究人员程序性的“观察”了开普勒所拥有的那些恒星。

这项模拟让科学家们了解到,在每个假设的宇宙开普勒中,会探测到多少系外行星,以及哪种系外行星。

然后,他们可以将这些数据与真实的开普勒望远镜在我们的宇宙中检测到的数据进行比较,以估计类日恒星可居住区域中地球大小行星的丰度。

福特说:“在你称之为‘太阳状’的恒星范围、你认为‘可居住区’的轨道距离范围、你认为‘地球状’的行星大小范围等方面,存在着重大的不确定性。考虑到这些不确定性,50亿和100亿都是合理的估计。”

改善对外星人的搜寻

寻找外星生命的下一步是研究可能适合居住的行星,以弄清楚它们是由什么构成的。

福特说:“科学家们特别有兴趣在地球大小的行星大气中寻找生物标志物——生命的分子。”

即使一颗行星处于恒星的可居住区,它仍然需要一个坚固的大气层来捕获足够的热量,以维持其表面的液态水。科学家们可以通过测量一颗系外行星的恒星光线经过大气层时的行为来计算它的大气成分。

这就是福特的研究开始发挥作用的地方:如果类地行星丰富多彩,那么附近就有足够多的类地行星供NASA的科学家使用更小、更便宜的望远镜进行研究。然而,如果所有类地世界都很遥远,NASA将需要依靠更深远的望远镜。

研究人员建议未来的太空任务计划一系列类似地球的行星可能发生的事件:每33颗类太阳恒星中的一颗恒星和每两颗类似太阳的恒星之间。

福特说:“这里重要的一点不只是给出一个数字,而是了解各种可能性。因此,那些必须做出决策的人可以抱着最好的希望,计划着最坏的打算,并且仍然能够制定出一个可靠的科学策略。”

本文源自 sciencealert ,由米粮仓 艾米 基于创作共用协议(CC BY-NC)发布。

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