行星是否宜居 还要看大气成分

 
科学家和艺术家携手为Kepler-186f绘制的艺术照，有助于我们想象其表面的情况。

    科技日报北京4月21日电 （记者徐玢）近日，美国航空航天局的科学家们称，他们利用开普勒望远镜找到一颗迄今与地球最相似的行星，引发人们对“来自星星的你”的期待。国家天文台副研究员王炜表示，尚不能确定这颗行星是否为生命最可能的温床。“这还取决于其表面的物质成分和大气成分。但限于当前的探测水平，这两项重要信息在目前几乎都无法获得。”王炜说。

    这颗被称作Kepler-186f的行星的半径约为地球的1.1倍，位于其母恒星的宜居带内。在这之前，天文学家已发现近20颗位于宜居带的系外行星，其中距离地球最近的仅为12光年之遥。但他们的体积相对较大，最小的也为地球1.4倍。

    天文学家寻找系外行星的主要办法是凌星法和视向速度法。前者能通过恒星—行星系统总亮度的变化幅度来确定行星的大小，后者能通过恒星光谱红移的周期性变化确定行星的最小质量，结合这两种方法可以确定行星的密度从而推断其是否为固态行星。“HARPS、WASP、HAT等行星搜索计划用这两种办法发现了近千颗系外行星，但用地面望远镜只能探测到较亮的恒星周围质量较大的行星，直到开普勒望远镜进入太空，能够探测到更加暗弱的恒星和更小的行星。”王炜说，一般认为适合生命的行星质量在三倍地球质量以下。“质量过大的行星可能没有固体表面，其大气层也可能过于厚重。”截至目前，开普勒太空望远镜共确认962颗系外行星，占到人类发现的系外行星的一半。

    要确定行星是否适合生命，行星的大气成分与它们的个头同样重要。“实际上，如果该行星的大气和地球大气差别很大，比如温室气体CO2的比例不同，其平均地表温度会有明显变化。很遗憾，那些位于恒星宜居带内系外行星的大气成分如何，我们目前一无所知。”王炜说。在途经行星大气时，恒星发出的光谱会发生微小的变化，由此可以判断行星大气的成分。但这种变化太过微小，“一个十倍于地球半径的行星，使恒星光谱产生的变化不过是恒星本身光谱强度的千分之一。而适宜生命的行星的质量通常更小，观测难度更大”。

    这一局面有望随着詹姆斯韦伯空间望远镜的升空而改善。据了解，个头不大且发光微弱的天体是詹姆斯韦伯空间望远镜的搜寻目标。天文学家有可能利用它探测地球大小的系外行星，并对其大气进行分析。该望远镜计划于2018年发射升空。另外一个雄心勃勃的计划是凌日系外行星勘测人造卫星（TESS）。“它有望观测到比较亮的恒星周围的类地行星，而针对它们的后续详细观测和研究比开普勒类地行星要容易。”王炜说。