本文转自【科技日报】;
◎ 科技日报记者 陆成宽
在11月24日召开的空间科学先导专项最新亮点成果发布会上,中国科学院国家空间科学中心公布了“十五五”期间多项太空探源科学卫星计划。其中,旨在为人类寻找新家的系外地球巡天卫星,将巡视星河,专门寻找和地球差不多大小、处在宜居带的第二颗地球,即“地球2.0”。
地球是孤独的吗?寻找“地球2.0”有什么意义?“地球2.0”需要符合怎样的标准?在寻找类地行星方面,取得了哪些成果?针对以上问题,科技日报记者采访了相关专家。
第一问:为什么要寻找“地球2.0”?
“这始于人类的好奇心。太阳系中,除了地球上的智慧生命,是否还有其他星球上存在生命,这有待探索。太阳系外,科学家也希望能够找到像地球这样的行星。”中国科学院国家空间科学中心主任王赤院士说。
全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩认为,寻找“地球2.0”对人类生存、科学研究和文明发展等方面意义重大。“寻到‘地球2.0’,能为人类文明预留‘备用家园’,有效应对人类正面临的资源枯竭、全球变暖、小行星撞击等生存危机。”庞之浩说。
“同时,通过研究类地行星,可反观地球的过去与未来,助力破解地球演化谜题。”庞之浩说,寻找“地球2.0”有望解答人类是否为宇宙孤例这一哲学之问,若发现地外生命,将彻底改写人类对宇宙和自身的认知。
第二问:“地球2.0”需要符合怎样的标准?
“科学家定义的‘地球2.0’需满足一系列严苛标准,核心涉及星体属性、恒星环境与宜居条件。”庞之浩说。
首先,行星自身的基础条件至关重要。它的半径应为地球的0.8至1.25倍,是一颗岩质行星。“这样的尺寸与结构能确保其拥有固体表面,并足以维系大气层。”庞之浩介绍,同时,其密度需与地球的岩石密度相近,这是地质结构稳定的基础,能有效减少极端火山等地质活动。
其次,恒星与轨道环境是另一大关键。它必须围绕一颗类太阳恒星运行,以避开红矮星的剧烈耀斑或大质量恒星的强辐射。“地球2.0”的轨道还必须位于恒星的“宜居带”内,这使得行星表面的温度能恰好维持液态水的存在——既不会因太近而蒸发,也不会因太远而冻结。
最后,生命存续所需的保护与环境也不可或缺。“行星需要拥有浓度适宜的大气层,既能过滤有害紫外线,也应包含氧气等生命所需气体。一个稳定的全球性磁场同样关键,用以偏转恒星与宇宙的高能射线。”庞之浩说,此外相对平静的周边空间环境,也能显著降低小天体撞击的风险,为生命的诞生与延续提供一个安全的温床。
第三问:目前人类在寻找类地行星方面有哪些发现?
“国际上已经有各种系外行星探测任务,其中开普勒空间望远镜是目前发现系外行星最多的任务,已经发现了超过六千颗系外行星。”王赤说,目前发现的系外行星大多是几倍地球大小的“超级地球”,国际上尚未发现既在宜居带,又是地球大小的岩质行星。未来5年,中国的系外地球巡天任务将去找“地球2.0”。
在类地行星探索方面,科学家已经取得了不少突破性发现。庞之浩介绍,1992年,天文学家首次在脉冲星PSR1257+12周围发现三颗类地行星,成为人类确认的首批系外类地行星;1995年,飞马座51b的发现,标志着围绕类太阳恒星搜寻系外行星的时代正式开启。2005年,Gliese 876 d等首批明确呈现类地特征的行星被确认;2011年,借助开普勒空间望远镜,科学家进一步发现了首颗系外岩质行星开普勒-10b。
在标志性行星系统方面,2017年,科学家确认该系统内拥有7颗地球大小的行星,是迄今在单一恒星周围发现的最大类地行星集群,其中数颗可能具备存在液态水的条件。2014年发现的开普勒-186f,则成为首颗位于宜居带内且大小与地球相当的行星,引起广泛关注。
中国在天文探测领域也贡献了关键力量。“2025年,中国科学院云南天文台团队创新运用凌星中间时刻变化反演技术,在类太阳恒星的宜居带内发现‘超级地球’开普勒-725c。该行星质量约为地球10倍,公转周期207.5天,为类地行星探测提供新路径。”庞之浩说。