天琴座發現「超級地球」,條件很可能比地球更好,人類移民可行?

2023-06-13     魅力科學君

原標題:天琴座發現「超級地球」,條件很可能比地球更好,人類移民可行?

根據現有的觀測數據,有超過5000顆系外行星已經得到確認,那麼,在它們有沒有與地球相似的星球呢?答案是肯定的,實際上,在已知的系外行星中,甚至很可能存在條件比地球更好的星球,比如說「開普勒-442b」(Kepler-442b)。

「開普勒-442b」是一顆科學家在天琴座方向發現的「超級地球」,它圍繞著一顆名為「開普勒-442」(Kepler-442)的恆星運行,其公轉周期大約為112個地球日,也就是說,以我們地球人的時間觀念來看,這顆星球上的一年就是112天。下面我們就來討論一下,為什麼說「開普勒-442b 」的條件很可能比地球更好,以及人類未來移民過去是否可行。

需要知道的是,並不是每一顆恆星都是適合生命的,一方面來講,恆星的質量太大是不行的,因為恆星的質量越大,內部的核聚變反應就越激烈,其「壽命」也就越短,而那些質量巨大的恆星不但「壽命」短,還會在「壽終正寢」時發生威力驚人的「超新星爆發」,這將對附近的行星造成毀滅性的「打擊」。

另一方面來講,恆星的質量也不能太小,這是因為如果恆星的質量太小,它釋放出的能量就很弱,其宜居帶的範圍就會距離主恆星過近,這會造成運行在這裡的行星被「潮汐鎖定」。

除此之外,由於小質量恆星內部的核聚變反應太弱,其內部就無法形成可以隔離外層物質的「輻射層」,這會導致內外層物質可以直接以對流的形式進行交換,在這種情況下,恆星表面的活動就會很不穩定,經常出現巨大的耀斑,這對生命很不利。

所以一顆適合生命的恆星,其質量既不能太大,也不能太小,比如說我們的太陽就是這樣一種恆星,但或許你不知道的是,在已知的恆星類型之中,最適合生命的,其實並不是像太陽這種黃矮星,而是質量介於黃矮星與紅矮星之間的橙矮星。

這是因為橙矮星的「壽命」比黃矮星更長,其表面活動又比紅矮星這樣的小質量恆星穩定得多,更重要的是,在橙矮星的宜居帶範圍內運行的行星,幾乎不會被主恆星「潮汐鎖定」。

實際上,「開普勒-442b」的主恆星——「開普勒-442」,正是一顆橙矮星,它的質量約為太陽的0.61倍,半徑約為太陽的0.6倍,由於其質量比太陽更小,因此它的「壽命」就要比太陽長得多,根據科學家的估算,它的「壽命」可以達到340億年,而它現在的「年齡」卻只有29億年,與之相比,太陽的「壽命」大約為100億年,而太陽已經誕生了大約46億年。

可以看到,在主恆星這方面,「開普勒-442b」可以說是完勝地球,下面我們再來看看它自身的條件。

觀測數據表明,「開普勒-442b」的半徑約為地球的1.34倍,質量約為地球的2.36倍,正因為如此,它才被稱為「超級地球」。科學家認為,如果「開普勒-442b」的岩石成分與地球相似,那麼它的重力將比地球強大約30%。

這就意味著,這顆星球的表面積將比地球大很多,而其星球表面的起伏卻會比地球小得多,所以它的陸地分布不會像地球那樣集中,而應該是比較破碎的陸地結構,如此一來,來自海洋的暖濕氣流就可以輕易地抵達陸地,使得這顆星球上的沙漠一類的不適合生命生存的區域面積就將會非常小,甚至根本就沒有沙漠。

而在海洋方面,更小的表面起伏也讓「開普勒-442b」的淺海區域比地球大得多,作為對比,在我們地球上,平均深度超過4000米的海洋在海洋總面積中所占的比例卻高達53%左右(下圖紫色區域),而根據地球上的實際情況,這樣的深海區域遠遠不如淺海區域適合生命。

當然了,一顆星球是否能擁有海洋,有一個不可或缺的條件就是:它必須位於主恆星的宜居帶里。

觀測數據表明,「開普勒-442b」與主恆星的距離大約為0.409個天文單位,在我們太陽系中,這樣的距離範圍並不是宜居帶,因為這種距離範圍離太陽過近,然而由於「開普勒-442b」的主恆星是一顆比太陽小的橙矮星,其釋放出光和熱都比太陽更少,因此這個距離範圍,正好是位於其宜居帶中。

根據科學家的估算,「開普勒-442b」的平均溫度範圍在-40℃和40℃之間,具體溫度將主要取決於它的大氣層,如果這顆星球擁有與地球類似的大氣層,那麼其表面平均溫度就將非常適合生命。

綜上所述,「開普勒-442b」是一顆與地球類似的宜居行星,並且其主恆星的「壽命」比太陽更長、星球表面適合生命生存的區域也很可能比地球更廣闊,正因為如此,它才被認為是一顆條件很可能比地球更好的星球。那麼,人類未來移民到這顆「超級地球」上是否可行呢?

觀測數據表明,「開普勒-442b」與我們之間的距離大約有1200光年,顯而易見的是,以我們人類目前的科技水平來講,想要跨越如此遙遠的距離,根本就不可行。不過我們也太過失望,畢竟人類的夢想是星辰大海,從長遠來看,隨著科技的不斷進步,人類征服1200光年的距離也不是完全不可能。

比如說理論上可行的「曲率引擎」,就能夠通過改變飛船前後的時空結構,達到在不違背相對論的情況下進行超光速飛行的效果,退一步講,即使是沒有超光速飛行的科技,未來的人類也可以通過「世代飛船」來完成超遠距離的星際航行。

簡而言之,「世代飛船」就是一種巨型宇宙飛船,這種飛船配備了非常可靠的生態循環系統,可以容納成千上萬的人類(甚至更多),以及大量的冗餘物資和設備,並且能夠在星際航行的過程中,不斷收集宇宙中可用的物質進行補充和自我維護,進而實現在宇宙深空中100%的自給自足。

如此一來,人類就可以在「世代飛船」中一代接一代地生活,同時堅定地向著目標前進,在這種情況下,即使人類航行的速度遠低於光速,也可以通過長時間地星際航行,最終抵達目的地,這就是所謂的「用時間來征服距離」。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-my/d9e4da3d6278c9730084a04a05f0a392.html