天文学家在搜寻地外生命的过程中,将目标范围大幅缩小。在已知的6000多颗系外行星中,研究人员识别出了近50颗岩石行星,它们最有可能支持生命存在。这份清单,恰好呼应了近期电影《万福玛利亚计划》的设定——为人类未来可能的星际旅行,指明了最有希望的探索目标。
缩小范围:从6000多颗到45颗候选
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,利用欧洲航天局“盖亚”任务和美国宇航局系外行星档案的数据,筛选出了那些位于宜居带内的岩石行星。宜居带是指行星与恒星距离恰到好处,表面温度适宜液态水存在的区域。
研究最终确定了 45颗 位于宜居带内的岩石行星,它们是最有可能支持生命的候选者。此外,团队还选出了24颗位于更严格三维宜居带内的候选行星(对行星能承受的热量设定了更严格的限制)。
这份清单中,既有我们熟悉的“明星”星球,如比邻星b、TRAPPIST-1f和开普勒186f,也包括一些知名度较低但同样有潜力的目标,如TOI-715 b。
最有希望的“邻居”:TRAPPIST-1和LHS 1140
在所有候选者中,TRAPPIST-1系统中的 d、e、f、g 四颗行星(距离地球约40光年)和 LHS 1140 b(约48光年)尤为突出。它们入选并非因为已知存在生命,而是因为它们同时具备了天文学家最看重的几个特征:岩石质构成、可能温和的温度,以及保留大气的可能性。要知道,没有大气层,即便位于宜居带,行星也可能是一片荒芜。
观测的便利性:两种发现方法
研究还指出了不同行星的观测便利性:
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凌日行星(如TRAPPIST-1 e、TOI-715 b等):它们从地球看去会从恒星前方经过,这使天文学家能通过分析穿过其大气的星光,来研究大气的成分。
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径向速度行星(如比邻星b、Wolf 1069 b等):它们是通过恒星微小的“摆动”被发现的,虽然更难研究,但能帮助科学家锁定附近值得关注的岩石世界。
探索宜居的极限:从地球、金星和火星学习
为了更全面地理解“宜居”的边界,研究团队还特别关注了位于宜居带内侧和外侧边缘的行星。例如,位于内侧边缘的候选者包括K2-239 d、TOI-700e等,而外侧边缘的候选者则有TRAPPIST-1 g、开普勒441b等。
“我们知道地球是宜居的,而金星和火星不是,”研究的合著者Abigail Bohl解释道。“我们可以将太阳系作为参照,寻找那些接收恒星能量介于金星和火星之间的系外行星。观察这些行星能帮助我们理解宜居性是如何丧失的,多少能量算‘太多’,以及哪些行星宜居……或者从未宜居过。”
为未来的望远镜“导航”
这份精心编制的目录,将为从詹姆斯·韦伯太空望远镜,到计划于2027年发射的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜,再到本世纪40年代计划发射的“宜居世界天文台”等未来一系列强大望远镜的观测任务,提供直接的指导。
研究团队已经开始对10颗与地球接收恒星能量水平相近的行星进行深入研究。其中,TRAPPIST-1 e 和 TOI-715 b 距离足够近,已能用现有或即将启用的望远镜进行详细研究。TRAPPIST-1系统本身,也正由康奈尔大学天文学家Nikole Lewis领导的团队,通过詹姆斯·韦伯太空望远镜进行重点观测。
研究信息
Reference: “Probing the limits of habitability: a catalogue of rocky exoplanets in the habitable zone” by Abigail Bohl, Lucas Lawrence, Gillis Lowry and Lisa Kaltenegger, 19 March 2026, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stag028