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《挽救计划》成真?天文学家锁定45颗最可能存在外星生命的系外行星

一项发表于《皇家天文学会月刊》的研究,从已知的6000多颗系外行星中筛选出45颗最有可能支持生命存在的岩石行星。这份目录旨在为当前和未来的望远镜观测(包括詹姆斯·韦伯太空望远镜)提供优先目标,其灵感与近期科幻电影《挽救计划》中寻找外星生命的主题遥相呼应。

当瑞恩·高斯林在电影《挽救计划》中饰演的宇航员穿越星际试图拯救地球时,他遇到了外星生物“洛基”和神秘的微生物“天体噬菌体”。而在现实中,天文学家也正在做类似的事——不是制造“挽救计划”飞船,而是绘制一张最有可能找到外星生命的宇宙地图。

由康奈尔大学卡尔·萨根研究所所长Lisa Kaltenegger教授领导的研究团队,利用欧洲空间局盖亚任务和美国宇航局系外行星档案馆的数据,系统评估了已知系外行星的宜居潜力。他们的目标是回答一个关键问题:如果我们真的建造了一艘“挽救计划”号飞船,应该首先飞向哪里?

筛选标准:宜居带与岩石世界

研究团队首先筛选出位于宜居带内的行星。宜居带是指恒星周围温度适中,理论上允许液态水存在于行星表面的区域——距离太近会太热(如金星),太远会太冷(如火星)。在此基础上,他们进一步聚焦于岩石行星(类地行星),因为这是我们所知的生命最可能的载体。

最终,他们确定了45颗最有潜力的候选者,以及另外24颗处于更严格三维宜居带边界内的目标。

明星候选者:TRAPPIST-1系统与LHS 1140 b

这份目录包含了一些天文学界熟知的“明星”世界:

  • TRAPPIST-1系统:距离地球约40光年,其d、e、f、g四颗行星入选。该系统拥有多颗位于宜居带内的岩石行星,是当前詹姆斯·韦伯太空望远镜重点观测对象之一。

  • LHS 1140 b:距离约48光年,同样是一颗备受关注的超级地球。

  • 其他著名目标:包括比邻星b(Proxima Centauri b,距离太阳系最近的系外行星)、开普勒186f、TOI-715 b等。

研究还特别指出了TRAPPIST-1 e、TOI-715 b等接收恒星辐射水平与地球最相似的行星,以及通过恒星“摆动法”发现的比邻星b、GJ 1061 d等。

为什么是这些行星?

该研究的第一作者之一、康奈尔大学本科生Abigail Bohl解释道:“我们知道地球是宜居的,而金星和火星不是。我们可以以太阳系为参考,寻找那些接收恒星能量介于金星和火星之间的系外行星。观测这些行星可以帮助我们理解宜居性何时会丧失,多少能量是‘过量’的。”

研究团队还关注了位于宜居带内边缘和外边缘的行星(如K2-239 d、TOI-700e、TRAPPIST-1g等),以及轨道高度偏心的行星。这些极端案例可以帮助科学家测试和完善我们对宜居性边界条件的理论模型——行星是否必须始终待在宜居带内才能维持生命?多大程度的轨道偏心率仍允许液态水存在?

一份观测路线图

这项研究的意义在于,它为天文学家提供了一份清晰的观测路线图。对于不同类型的行星,研究者指出了最合适的观测方法(如凌星法、径向速度法),并评估了它们被詹姆斯·韦伯太空望远镜、未来的罗曼太空望远镜(2027年发射)、极大望远镜(预计2029年首光)等设施观测的可行性。

“虽然很难说清楚什么东西更有可能存在生命,但确定去哪里寻找是第一个关键步骤——所以我们项目的目标就是说:‘这些是最佳的观测目标’,”该研究的另一位参与者Gillis Lowry表示。

Lisa Kaltenegger教授总结道:“正如《挽救计划》所精彩展现的那样,生命可能比我们目前想象的更多样化。因此,从已知的6000颗系外行星中找出哪些最有可能存在外星生命——无论是‘天体噬菌体’、‘陶莫巴’,还是‘洛基’——可能被证明是至关重要的。”

Journal Reference:
Abigail Bohl, Lucas Lawrence, Gillis Lowry, Lisa Kaltenegger. Probing the limits of habitability: a catalogue of rocky exoplanets in the habitable zone. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2026; DOI: 10.1093/mnras/stag028


(责任编辑:泉水)