宇宙里到底有沒有另一個地球?有沒有和我們一樣的生命?
自從人類發現第一顆系外行星以來,這個問題就一直困擾著天文學家。
時至今日,人類已確認的系外行星數量超過6000顆,但它們絕大多數要么是像木星、海王星那樣的氣態巨行星,要么是軌道離恒星過近或過遠,根本無法讓液態水穩定存在的行星。
![]()
所以在這茫茫星海中,我們到底應該把目光投向哪些行星呢?
2026年3月19日,來自康奈爾大學的科研團隊,公布了一份詳細的宜居行星重點探索名單,為天文學家指明了一個方向,該研究已發表在《皇家天文學會月刊》上。
![]()
這次的研究團隊整合了,歐洲航天局蓋亞衛星DR3數據集的高質量恒星參數,以及NASA系外行星檔案館截至2025年12月20日的全部已確認系外行星數據,給所有已知行星做了一次全維度的宜居性大篩查。
![]()
進入這份名單,行星必須跨過兩道核心門檻。
第一道,它必須是巖質行星,也就是和地球一樣以巖石為主要構成的固態行星。
團隊為此劃定了兩條硬標準:有實測半徑的行星,且半徑不得超過地球的2倍;暫無實測半徑,僅有質量數據的行星,質量不得超過地球的5倍,超出這個范圍,行星大概率不具備巖質結構,也無法在表面長期穩定留存液態水。
第二道,它必須運行在宜居帶內,簡單來說,宜居帶就是恒星周圍的一個特定軌道范圍,行星身處其中時,表面溫度既不會高到讓液態水完全蒸發逃逸,也不會低到讓水永久凍結,能為液態水的穩定存在提供基礎條件。
而對于宜居帶,團隊也設置了兩道篩選門檻。
第一套是經驗宜居帶,這是完全基于太陽系的實測邊界劃定,參考了近期金星內邊界(對應1.76倍地球當前太陽輻照度,再靠近恒星就會徹底失去表面液態水),和早期火星外邊界(對應0.32倍地球當前太陽輻照度,再遠離恒星就無法維持液態水)。
這套標準的篩選范圍更寬,團隊按照這個標準最終篩出了45顆符合要求的巖質行星,其中27顆是凌星行星,這類行星特別適合通過透射光譜觀測大氣成分。
![]()
第二套是更保守的3D宜居帶,基于3D全球氣候模型,相比傳統一維經驗宜居帶,它更貼合真實行星大氣物理過程,它的核心是通過三維氣候模擬,計算出行星表面能長期穩定存在液態水的恒星周圍軌道范圍,這個標準下,內邊界比經驗宜居帶更嚴格,外邊界則與經驗宜居帶幾乎一致,在這套標準下,最終僅篩出24顆巖質行星,其中15顆為凌日行星。
![]()
值得一提的是,最終入選的所有行星,都不圍繞雙星或多星系統運行。
這份目錄絕非簡單的行星名單,而是為天文學家劃分了不同的科學研究方向,每一類目標都有專屬的觀測價值。
首先是黃金觀測目標,也就是最適合現有望遠鏡開展大氣觀測的行星。
團隊給所有凌日行星嚴格計算了透射光譜度量,這個分數越高,就越容易通過韋伯望遠鏡等設備穿透行星的大氣層,識別其中是否存在氧氣、甲烷等與生命活動相關的氣體。
排在榜單前列的是我們熟知的TRAPPIST-1系統的d、e、f、g四顆行星,以及距離地球約49光年的LHS 1140 b,這幾顆也正是目前韋伯望遠鏡的重點觀測對象。
![]()
第二類是地球雙胞胎候選體,論文中明確這類行星接收的恒星通量,與地球從太陽獲得的能量誤差在±15%以內,包括凌日的TRAPPIST-1 e、TOI-715 b、Kepler-1652 b,以及非凌日的,距離太陽系僅4.2光年的比鄰星b。
![]()
這些行星的光照條件與地球高度接近,如果它們擁有合適的大氣,表面環境很可能與地球十分相似。
除了尋找生命跡象,這份目錄還有一個核心科學目標:探明宜居性的真實邊界。
團隊專門篩選出了宜居帶內外邊緣的行星:比如內邊緣的K2-239 d、TOI-700 e,剛好踩在高溫是否會讓水徹底逃逸的分界線上;還有外邊緣的TRAPPIST-1 g、GJ 1002 c,則卡在能否通過二氧化碳溫室效應維持液態水的極限位置。
![]()
對這些行星的觀測,能直接驗證我們現有的宜居帶理論是否準確,是否需要修正。
同時,團隊還選出了高偏心率軌道的行星,比如偏心率達0.33的Ross 508 b,團隊通過時間平均通量判斷其處于宜居帶內,它的特殊軌道能幫我們解答一個關鍵問題:
軌道帶來的恒星輻射變化,會對行星的宜居性產生怎樣的影響?大氣能否緩沖這種輻射波動,讓行星長期維持宜居環境?
![]()
![]()
還有一個備受關注的細節:行星的年齡。
地球形成至今約46億年,用了數十億年才演化出復雜生命。
一顆行星的宿主恒星年齡越老的話,就意味著它可能擁有更充足的時間讓生命誕生、演化。
團隊通過文獻檢索,補全了目錄中10顆宿主恒星缺失的年齡數據,更新了6顆恒星的年齡結果。
數據顯示,在30顆有可靠年齡估計的宿主恒星中,有17顆恒星(對應24顆系外行星)的標稱年齡比太陽更老(標稱年齡是最優估算的中間值,并非恒星的絕對真實年齡)。
其中標稱年齡最老的K2-239 d,達到了133.2億年,接近宇宙的年齡,但它的年齡測量誤差極大,下限僅為38.2億年,比地球還年輕,真實年齡仍需后續觀測進一步確認。
![]()
當然,這份目錄絕非宜居行星的最終定論。
這份目錄最大的價值是為當前和未來的望遠鏡指明了觀測方向。
無論是正在工作的韋伯望遠鏡,還是未來即將建成的極大望遠鏡,都能從這份目錄中找到適配自身觀測能力的目標。
就像團隊成員所說的,我們現在還無法確定生命能在怎樣的環境中誕生。
但第一步就是先搞清楚該往哪看,而這份目錄,正是人類在尋找宇宙鄰居的漫漫長路上,一座最新、最亮的燈塔。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.