新發現一顆宜居星球,跟地球一樣大,1年只有28天,可能存在生命
更新于:2025-04-10 22:24:19

眾所周知,在浩瀚的宇宙中,擁有數以億計的星球,而地球是我們已知的唯一生命搖籃。然而,隨著科技的進步,人類對系外行星的探索從未停歇,試圖尋找那些可能適宜生存的星球。

近年來,天文學家們迎來了新的收穫——在距離地球約100光年的紅矮星TOL700附近,有一顆宜居星球,科學家把它命名為TOL700e。

TOL700e的發現,主要靠的是NASA的凌日系外行星勘測衛星(TESS)。這顆衛星於2018年正式啟動,其核心任務就是利用“凌日法”探測行星的蹤跡。所謂“凌日法”,是通過持續監測銀河系中恆星的亮度變化,從而推斷其附近是否存在行星。

具體來說,當行星從恆星前方經過時,會遮擋部分光線,導致恆星亮度出現週期性的微弱下降。TESS正是憑藉這一技術捕捉到了行星的蛛絲馬跡。

第一,TESS在首次觀測TOL700時,僅確認了該恆星附近存在三顆行星,分別命名為TOL700b、TOL700c和TOL700d。由於TOL700e的信號極為微弱,直到第二次觀測時,這顆隱藏的“行星”才被科學家成功觀測到。

根據TESS的觀測數據,TOL700e的直徑約為地球的95%,幾乎與地球的大小相當,品質則略高,約為地球的1.2倍,屬於一顆典型的岩石行星。它的軌道週期僅為28天,也就是說,TOL700e每28天就圍繞其主恆星公轉一圈,以地球上時間來算,這顆行星上的一年僅相當於28天。

而TOL700作為一顆M型紅矮星,品質只有太陽的40%,表面溫度較低,僅約2500℃,光度也遠不及太陽,只有太陽的2.33%。由於紅矮星能量輸出較弱,因此,TOL700的宜居帶應該距離它很近。

事實上,TOL700e與主恆星的距離剛好很近,只有0.13個天文單位(1個天文單位約為1.5億公里,即地球到太陽的平均距離),恰好落在宜居帶的範圍內,所以它被視為一顆潛在的宜居星球。

為了進一步探究TOL700e的宜居性,科學家們動用了目前最先進的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST),對其大氣層進行了光譜分析。這一望遠鏡能夠探測行星大氣中的化學成分,結果顯示,TOL700e的大氣中存在水蒸氣、甲烷和二氧化碳的微弱信號。

這些氣體在地球上與生命活動息息相關:水是生命的基礎,甲烷和二氧化碳則是生物代謝的常見產物。這一發現無疑為TOL700e的宜居潛力增加了核心支援,讓人們對它可能孕育生命的前景充滿期待。

然而,由於TOL700e它與主恆星距離較近,科學家推測這顆行星可能處於潮汐鎖定狀態,即自轉週期與公轉週期相同,導致一面永遠朝向恆星,另一面則永遠背對恆星。

如此一來,朝向恆星的一面將持續處於白天,承受強烈的輻射“炙烤”,而背對恆星的一面則陷入永恆的黑夜,溫度極低。這種極端的環境差異無疑對生命的存在構成了嚴重威脅。

不過,科學家通過氣象模型研究指出,如果TOL700e擁有濃厚的大氣層,這一問題或許能夠緩解。濃密的大氣可以通過環流,將熱量從晝半球傳輸到夜半球,從而平衡行星表面的溫度分佈。

此外,潮汐鎖定還可能引發持續的地質活動,地質活動引起的內部摩擦生熱,也有助於維持行星的能量迴圈,甚至支援地下海洋的存在。

以太陽系中的木衛二為例,它就被木星潮汐鎖定了,但潮汐力引發的內部熱量,維持了地下海洋的存在,科學家認為其中極有可能孕育著生命。類似地,TOL700e也可能因潮汐作用而擁有液態水,從而提供生命誕生的條件。

值得一提的是,TOL700e並非TOL700系統中,唯一位於宜居帶的行星。TOL700d同樣位於宜居帶呢,也就是說,TOL700這顆紅矮星周圍竟存在兩顆潛在的宜居星球。

這一罕見現象讓TOL700系統,成為天文學家研究外星生命的重要目標。為了更深入地探索這一系統,國際天文學聯合會(IAU)已協調全球望遠鏡資源,進行多波段的持續觀測。

其中,歐洲南方天文臺(ESO)正在建造的極大望遠鏡(ELT)預計將於2026年投入使用。這座擁有39米主鏡的巨型望遠鏡,將能更精確地解析行星大氣層的特徵,揭示更多關於表面條件和化學組成的資訊。