为什么说地球不够完美?比地球更好的星球是什么样子?
地球是我们人类所知道的唯一一颗拥有生命的星球,毫不夸张地讲,地球上的自然环境可以满足生命所需要的一切条件,正因为如此,在过去的很长一段时间里,人们都认为地球是一颗堪称完美的星球(对于生命而言)。
在认识到地球是一颗围绕太阳公转的行星之后,科学家们就开始猜测在宇宙中的其他恒星周围,也可能存在着行星,1995年,系外行星"飞马座51b"的发现首次证实了这一猜测,在此之后,随着观测技术的日益发展,越来越多的系外行星出现在人们的视野之中,而这也使得人们心目中的地球不再完美。为什么说地球不够完美?比地球更好的星球是什么样子呢?
地球的不够完美主要可分为两个方面,首先就是地球的主恒星——太阳。
在恒星分类中,太阳属于G型黄矮星,其主序星阶段大约为100亿年,而太阳现在的"年龄"已经有大约46亿岁了。
然而这并不代表生命还可以在地球上生存50多亿年的时间,这是因为太阳还在不断地变亮,其亮度大约每10亿年就增加10%,根据科学家的估算,照这样下去,在大约10亿年之后,地球表面的平均温度就会上升到50摄氏度以上,届时的地球将不再适合生命生存。
另一方面就是地球本身。地球表面有大约29%是陆地,71%是海洋,而不管是陆地还是海洋,都存在着大片对生命很不友好的区域。
如上图所示,地球陆地有大约20%的面积都是沙漠(橙色区域),而这些沙漠最主要的形成原因就是:地球表面的陆地太过集中,以至于海洋的暖湿空气很难抵达陆地深处。沙漠的自然环境有多恶劣,相信地球人都知道,这里就不多说了。
除了陆地上的沙漠之外,地球海洋中深水区域的自然环境同样也不够完美。地球上的绝大部分生命的生存都需要阳光,海水越深,阳光就越少,当海水深度超过4000米之后,海洋中的大部分生命类型就很难适应了。
上图显示了地球海洋的深度分布,其中包括海沟(大于6500米,黑颜色)、深海平原和丘陵(4000-6500米,紫颜色)、海岭和海隆(2000-4000米,蓝颜色)、浅层海洋(200-2000米,黄颜色)和大陆架(小于200米,红颜色),可以看到,在地球海洋有超过一半的区域都是海水深度超过4000米的深水区域。
因此可以说,对于生命而言,比地球更好的星球应该是这个样子的:1、它应该和地球一样位于其主恒星的宜居带中,并且其表面温度与地球差不多;2、它的主恒星应该比太阳的"寿命"更长、也比太阳更稳定;3、它应该比地球拥有更大面积的适合生命的区域。
可以想象的是,如果宇宙中真的存在着比地球更适合生命的星球,那么在这些星球上,就可能已经有生命存在。所以问题就来了,宇宙中有比地球更好的星球吗?
答案应该是肯定的。迄今为止已发现的系外行星数量超过了4000颗,其中不乏一些位于恒星宜居带的类地行星,在它们之中,科学家注意到一颗超级地球——"开普勒-442b "(Kepler-442b),观测数据表明,这颗星球就很可能比地球更适合生命。
"开普勒-442b "的主恒星"开普勒-442"(Kepler-442)是一颗K型橙矮星,在天空中位于天琴座方向,距离我们大约1200光年,这颗恒星比太阳更年轻(大约有29亿年的历史),其质量约为太阳的61%,表面温度约为4400K。
与太阳这种G型黄矮星相比,K型橙矮星的|"寿命"更长,也更加稳定,根据科学家的估算,"开普勒-442"的"预期寿命"长达340亿年,并且在整个主序星阶段,它的亮度都不会出现明显的变化。
"开普勒-442b"的年龄基本上与"开普勒-442"相当,其质量约为地球的2.3倍,直径约为地球的1.34倍,与主恒星的平均距离约为0.4天文单位,正好位于宜居带中,并且没有被潮汐锁定(注:由于"开普勒-442"的表面温度比太阳低,因此它的宜居带要比太阳更近)。
科学家认为,如果"开普勒-442b"的大气层与地球相似的话,那么它的表面温度就要比地球低很多,但考虑到它是一颗质量比地球大得多的超级地球,其引力足以束缚住比地球更稠密的大气,从而产生比地球大气层更好的"保温效果",因此它的表面温度应该与地球差不多。
我们知道,对于一颗星球而言,更大的直径就意味着更大的表面积,所以"开普勒-442b"的表面积比地球更大。
另一方面来讲,更大的质量就意味着星球有着更规则的表面重力,从而造成它表面的起伏比地球更小,所以"开普勒-442b"很可能拥有比地球更多的浅海区域,与此同时,它的陆地也不会很集中,很可能是比较破碎的陆地结构,并且还存在着大量的岛屿(如下图所示)。
这也就意味着,在这颗超级地球上,海洋的暖湿空气可以轻松抵达陆地,如此一来,它的沙漠面积就很可能非常小,甚至根本就不存在。
可以看到,"开普勒-442b"很可能具备了前文所讲的"比地球更好的星球"的所有条件,也就是说,这颗超级地球很可能比地球更完美、更适合生命,考虑到它已经诞生了29亿年的时间,我们甚至还可以大胆地猜测,那里可能已经有生命存在了。尾声
"开普勒-442b"离我们实在太远,以人类目前的科技水平来看,1200光年根本就是一个无法跨越的距离。现在科学家能做到的,只能是利用望远镜去远远地观测这颗星球,看看能不能发现一些生命存在的痕迹,期待在不久的未来,科学家能给我们带来好消息。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。
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