自1995年以來,當第一顆圍繞著一顆氫燃燒恆星的太陽系外行星被發現時,天文學家開始尋找一顆足夠像地球的行星,可能具有生命的潛力。經過了25年和4255顆已發現的系外行星,有些人認為科學家已經找到了地球的孿生星。由安德魯·范德伯格(Andrew Vanderburg)領導的一個由12位天文學家組成的團隊在《天體物理學期刊快報》上發表了一篇論文,宣布他們發現了一顆名為Kepler 1649c的地球大小的行星,它在”適居帶”內繞著恆星運行。

“像地球一樣”的含義 這篇論文引起了全球科學記者的關注。《今日美國》的Doyle Rice引用了NASA的一位發言人的話,稱其為”這個世界在大小和估計溫度上最接近地球”。《金融快報》報導了Kepler 1649c與地球的”接近生命條件”,並表示”沒有一顆系外行星比它更接近地球的大小和溫度,同時位於適居帶”。
通常情況下,這類發現的科學同行審查論文在宣傳的網絡文章中的聲稱更加保守和有條件。確實,Kepler 1649c是迄今發現的最接近地球的行星。該行星的直徑只比地球大6%,它接收到的光線和熱量是地球從太陽獲得的74%。因此,Kepler 1649c可能位於適居帶,即與其恆星的距離範圍內,液態水有可能存在於其表面。
接收到地球接收到太陽光線和熱量的74%意味著在沒有滯留熱量的大氣層(無溫室氣體)的情況下,它的平均表面溫度將為攝氏零下39度(華氏零下38度)。這個溫度與沒有滯留熱量的地球相比為攝氏零下18度(華氏零下0度)。這21度(華氏38度)的差異意味著Kepler 1649c需要具有比地球更多的二氧化碳和/或甲烷的大氣層。這些額外的溫室氣體不一定排除微生物生命的存在,但它們將排除像我們這樣高代謝的陸地動物的存在。

行星需要更多適居帶 在這一發現的大多數網絡文章中沒有注意到的一個問題是,Kepler 1649c繞著一顆質量和亮度分別只有太陽的20%和0.5%的恆星運行。這樣的恆星特性使Kepler 1649c完全處於紫外線適居帶之外。(我在我的著作《不可思議的行星》和2016年的一篇文章中曾經談及過這個適居帶。)對於一顆行星來說,要真正適於任何形式的生命,它必須同時存在於液態水適居帶和紫外線適居帶。而Kepler 1649c則不符合這一條件。
范德伯格及其團隊承認Kepler 1649c處於”一個非常不同的環境(長時間的紫外線照射,潮汐鎖定等)中,與我們太陽系的行星有所不同”。事實上,像Kepler 1649c這樣緊密繞著其恆星運行的行星將會被潮汐鎖定。潮汐鎖定意味著Kepler 1649c的一個半球將永遠面向其恆星,就像我們的月球的一個半球永遠面向地球一樣。潮汐鎖定意味著Kepler 1649c的一個半球將極為炎熱,而另一個半球將極端寒冷。此外,它意味著Kepler 1649c上的任何地表水都會被運輸到它的寒冷半球,並永久凍結在那裡。
這十幾位天文學家還承認,Kepler 1649c可能會遭受到軌道干擾(對進階生命來說是災難性的),這是由其他已知的行星和可能存在於同一行星系統中的行星之間的平均運動共振所引起的。

對於適居性來說,另一個問題是像Kepler 1649這樣的恆星在其亮度上變化很大。生命將暴露於無法忍受的溫度變化中。像Kepler 1649這樣的恆星也經常發出致命的超耀斑。出於這個原因和其他幾個原因,繞著像Kepler 1649這樣小或更小的恆星運行的行星並不是適居的行星。
迄今為止,天文學家已經發現了13個不同的行星適居帶。我在之前的兩篇博客中描述和列出了這些適居帶。到目前為止,天文學家只發現了一顆同時存在於多於兩個這些行星適居帶的行星,也就是同時存在於所有13個適居帶的行星。這似乎不是自然的偶然,而是大自然創造者的目的,讓我們在這個受喜愛的行星上生活和繁榮。