在11月24日召開的空間科學先導專項最新亮點成果發布會上,中國科學院國家空間科學中心公布了“十五五”期間多項太空探源科學衛星計劃。其中,旨在為人類尋找新家的係外地球巡天衛星,將巡視星河,專門尋找和地球差不多大小、處在宜居帶的第二顆地球,即“地球2.0”。
地球是孤獨的嗎?尋找“地球2.0”有什麼意義?“地球2.0”需要符合怎樣的標準?在尋找類地行星方面,取得了哪些成果?針對以上問題,科技日報記者採訪了相關專家。
第一問:為什麼要尋找“地球2.0”?
“這始於人類的好奇心。太陽系中,除了地球上的智慧生命,是否還有其他星球上存在生命,這有待探索。太陽系外,科學家也希望能夠找到像地球這樣的行星。”中國科學院國家空間科學中心主任王赤院士説。
全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩認為,尋找“地球2.0”對人類生存、科學研究和文明發展等方面意義重大。“尋到‘地球2.0’,能為人類文明預留‘備用家園’,有效應對人類正面臨的資源枯竭、全球變暖、小行星撞擊等生存危機。”龐之浩説。
“同時,通過研究類地行星,可反觀地球的過去與未來,助力破解地球演化謎題。”龐之浩説,尋找“地球2.0”有望解答人類是否為宇宙孤例這一哲學之問,若發現地外生命,將徹底改寫人類對宇宙和自身的認知。
第二問:“地球2.0”需要符合怎樣的標準?
“科學家定義的‘地球2.0’需滿足一系列嚴苛標準,核心涉及星體屬性、恒星環境與宜居條件。”龐之浩説。
首先,行星自身的基礎條件至關重要。它的半徑應為地球的0.8至1.25倍,是一顆岩質行星。“這樣的尺寸與結構能確保其擁有固體表面,並足以維繫大氣層。”龐之浩介紹,同時,其密度需與地球的岩石密度相近,這是地質結構穩定的基礎,能有效減少極端火山等地質活動。
其次,恒星與軌道環境是另一大關鍵。它必須圍繞一顆類太陽恒星運行,以避開紅矮星的劇烈耀斑或大質量恒星的強輻射。“地球2.0”的軌道還必須位於恒星的“宜居帶”內,這使得行星表面的溫度能恰好維持液態水的存在——既不會因太近而蒸發,也不會因太遠而凍結。
最後,生命存續所需的保護與環境也不可或缺。“行星需要擁有濃度適宜的大氣層,既能過濾有害紫外線,也應包含氧氣等生命所需氣體。一個穩定的全球性磁場同樣關鍵,用以偏轉恒星與宇宙的高能射線。”龐之浩説,此外相對平靜的周邊空間環境,也能顯著降低小天體撞擊的風險,為生命的誕生與延續提供一個安全的溫床。
第三問:目前人類在尋找類地行星方面有哪些發現?
“國際上已經有各種係外行星探測任務,其中開普勒空間望遠鏡是目前發現係外行星最多的任務,已經發現了超過六千顆係外行星。”王赤説,目前發現的係外行星大多是幾倍地球大小的“超級地球”,國際上尚未發現既在宜居帶,又是地球大小的岩質行星。未來5年,中國的係外地球巡天任務將去找“地球2.0”。
在類地行星探索方面,科學家已經取得了不少突破性發現。龐之浩介紹,1992年,天文學家首次在脈衝星PSR1257+12周圍發現三顆類地行星,成為人類確認的首批係外類地行星;1995年,飛馬座51b的發現,標誌着圍繞類太陽恒星搜尋係外行星的時代正式開啟。2005年,Gliese 876 d等首批明確呈現類地特徵的行星被確認;2011年,借助開普勒空間望遠鏡,科學家進一步發現了首顆係外岩質行星開普勒-10b。
在標誌性行星系統方面,2017年,科學家確認該系統內擁有7顆地球大小的行星,是迄今在單一恒星周圍發現的最大類地行星集群,其中數顆可能具備存在液態水的條件。2014年發現的開普勒-186f,則成為首顆位於宜居帶內且大小與地球相當的行星,引起廣泛關注。
中國在天文探測領域也貢獻了關鍵力量。“2025年,中國科學院雲南天文&團隊創新運用凌星中間時刻變化反演技術,在類太陽恒星的宜居帶內發現‘超級地球’開普勒-725c。該行星質量約為地球10倍,公轉周期207.5天,為類地行星探測提供新路徑。”龐之浩説。(記者 陸成寬)




