研究表明,這顆系外行星的軸向傾斜非常穩(wěn)定,非常像地球。這暗示將有類似地球的規(guī)律季節(jié)和穩(wěn)定氣候。開普勒186f距離地球500光年。另一個更遙遠(yuǎn)的行星叫做開普勒62f,它是一顆超級地球的行星,研究人員認(rèn)為這個行星的氣候和常規(guī)季節(jié)也是穩(wěn)定的。近期發(fā)表在《天文期刊》(Astronomical Journal)上的論文指出,兩顆可能適合居住的行星也有著與地球相似的穩(wěn)定傾斜度。,這使它們適合生命存在的可能性進(jìn)一步提高。
這兩顆行星被稱為開普勒186f和開普勒62f,分別距地球550和990光年。2014年發(fā)現(xiàn)的開普勒-186F是第一顆在太陽系外與地球半徑相似的恒星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的行星。相比之下,開普勒-62F的質(zhì)量是地球質(zhì)量的2.8倍,相當(dāng)于一個大地球?!边@項研究的第一作者、佐治亞理工學(xué)院助理教授李功杰說:“我們已經(jīng)知道這兩顆系外行星可能由巖石組成,它們位于可居住區(qū),這意味著行星表面可能存在液態(tài)水。”我們正試圖進(jìn)一步限制這兩顆行星的可居住性。為了更好地理解攜帶生命的可能性。
行星的自轉(zhuǎn)軸本質(zhì)上決定了恒星到達(dá)行星時所釋放的熱量和輻射的分布。一些傾斜的軸使熱分布相對溫和,而另一些則導(dǎo)致非常極端的環(huán)境。此外,行星的傾斜軸有時會前后擺動。振蕩越大,恒星輻射分布的變化就越大,從而影響到行星的大氣環(huán)流和氣候。
“目前尚不清楚旋轉(zhuǎn)軸的變化和氣候變化如何真正影響生命的存在。極端環(huán)境可能會產(chǎn)生更強的生命形式,但穩(wěn)定的環(huán)境可能是更好的開始生活的方式,”李功杰說。
例如,科學(xué)家認(rèn)為傾斜軸角度是火星失去稠密大氣的原因之一。盡管火星位于太陽系的宜居區(qū),但在過去的40億年里,它已經(jīng)從一個溫暖潮濕的星球變成了一個寒冷干燥的紅色地獄?;鹦堑膬A斜軸角度范圍很廣,從0度到60度不等,這種不穩(wěn)定性使它無法保持較厚的大氣層。相比之下,地球的傾斜軸角度僅在22.1到24.5度之間變化,大約每10000年才變化一次。這就是為什么生命在我們的藍(lán)色星球上存在了這么久。這項研究的合著者、哈佛史密森天體物理中心的單宇通也指出:“沒有如此巨大的月球,地球的傾斜軸將更加不穩(wěn)定。至少對地球來說,月球有一定的穩(wěn)定作用。
科學(xué)家們對開普勒-62f和開普勒-186f特別感興趣,因為它們離母星的距離比地球和火星離太陽的距離遠(yuǎn)得多?!眴斡钔ㄕf,同樣重要的是,在多行星系統(tǒng)中,旋轉(zhuǎn)軸的動態(tài)變化最為豐富,因為它們是由行星之間的引力相互作用引起的。開普勒-62f和開普勒-186f都在5行星系統(tǒng)中,我們知道系統(tǒng)中的其他行星,因為它們都通過母星。
經(jīng)過計算,兩位作者根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行了一些模擬,發(fā)現(xiàn)這兩顆行星的傾斜軸角度相當(dāng)穩(wěn)定,盡管它們都沒有自己的衛(wèi)星。在各自的恒星系統(tǒng)中,兩顆行星幾乎沒有相鄰的行星,因此它們不必面對可能導(dǎo)致自旋軸不穩(wěn)定的引力?!睂τ谝蕾囉谛行情L期穩(wěn)定的生命形式來說,這是一個好消息。
李功杰認(rèn)為,這種對自轉(zhuǎn)軸的動力學(xué)分析“可以很容易地應(yīng)用到其他太陽系外行星系統(tǒng)中”,有助于預(yù)測或否定其他行星的可居住性。
“我認(rèn)為令人興奮的是,”華盛頓大學(xué)的天文學(xué)家、開普勒-62f的發(fā)現(xiàn)者埃里克·阿戈爾說,“這樣的動態(tài)研究可以與真實的系統(tǒng)聯(lián)系起來?,F(xiàn)在我們終于有了描述這個多行星系統(tǒng)特征的方向。很多時候這是一個理論工作的問題-有太多的參數(shù)需要考慮,但我們并不總是知道哪些目標(biāo)是最有希望的(適合居?。?,哪些不是。
康奈爾大學(xué)卡爾薩根研究所所長、開普勒-62F(和開普勒-62E)發(fā)現(xiàn)小組成員莉薩·卡爾特內(nèi)格爾(Lisa Kaltenegger)說,這一新發(fā)現(xiàn)是關(guān)于外行星傾斜軸角宜居性討論的一部分,但強調(diào)“其他行星的發(fā)展R.“生活……應(yīng)能適應(yīng)任何斜軸角度。如果地球有不同的傾斜軸角度,生命也可能進(jìn)化不同,但沒有人知道是否會有本質(zhì)的差異,我們是否只能生活在我們生活的世界的不同地區(qū)。