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科學家描述可能比地球更適合生命的「超宜居」世界
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行星科學家表示，一些系外行星對生命的宜居程度可能超過地球。所謂的「超宜居」世界——環繞著年代更久、溫度更低的K型矮星，具有特定大小、質量和溫度特徵——可能支持更豐富、更長久的生命，儘管尚無任何已被確認，所有已知的候選行星仍超出當前技術的可及範圍。
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是什麼讓一個世界「超宜居」
根據科學新聞網站EarthSky報導，2020年，由華盛頓州立大學的Dirk Schulze-Makuch領導的團隊，與太陽系研究馬克斯·普朗克研究所的René Heller和維拉諾瓦大學的Edward Guinan合作，提出了他們稱之為超宜居行星的標準——理論上可以支持比地球更多、壽命更長的生命的世界，該研究發表在《天體生物學》期刊上。
EarthSky報導，一個理想的超宜居行星年代應比地球更久，在50億至80億年的範圍內，直徑大約比地球大10%，質量約為地球的1.5倍，全球平均溫度約比地球溫暖華氏8度，表面更濕潤。這樣的行星也會環繞K型恆星運行，該恆星能夠穩定發光20至70億年——遠長於太陽約100億年的壽命——給生命更多時間進化，EarthSky表示。
24個候選行星，無一確認
EarthSky報導，在超過4,000個已知位於其恆星宜居帶中的系外行星中，研究人員挑選出24個最接近超宜居標準的候選行星，包括Kepler-69c和Kepler-186f。24個候選行星中沒有一個符合每個標準，根據EarthSky對該論文的記述，該研究的作者表示所述的條件在很大程度上仍無法用當前的觀測工具測試。EarthSky引用Schulze-Makuch的話說，人類在地球上有大量複雜多樣的生命形式，但這並不意味著地球擁有最好的一切。
較新的研究指向較冷的K型矮星系統
根據科學通訊Centauri Dreams，柏林工業大學的Iva Vilović和太陽系研究馬克斯·普朗克研究所的René Heller進行的一項較新研究模擬了環繞中等K型矮星的行星。該研究發現，一顆接收地球從太陽獲得的大約80%日光的行星——位於其恆星宜居帶的內邊緣和中心之間——能夠保持穩定的表面溫度，同時所需的大氣二氧化碳遠少於環繞類似太陽恆星宜居帶中心的行星，Centauri Dreams報導。
Centauri Dreams表示，這樣的世界上模擬的大氣將包含更多氧氣（25%對地球的21%），以及與微生物活動相關的更高甲烷和一氧化二氮含量，該行星仍需要板塊運動和強大的磁場才能保持宜居，表面溫度比地球今天約溫暖攝氏5度。
France 24報導，模擬K型矮星周圍條件的研究人員描述了具有更好天氣、更光滑地形、豐富流水和豐富植物和動物生命的假設世界；該媒體還表示，在模擬K型矮星的光線下，一些植物葉片的生長速度比在太陽光線下更快。
為什麼這些世界仍然無法企及
K型恆星並不稀少：Centauri Dreams報導，在距地球100光年的範圍內大約存在1,000個這樣的恆星。但確認是否任何環繞的行星確實是超宜居的——更不用說有人居住的了——遠超當前的能力。Centauri Dreams報導，用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡檢測K型矮星周圍行星的配對氧氣和甲烷生物簽名需要約150次凌日，或大約43年的觀測，而對於環繞類似太陽恆星的類似地球行星則需要約1,700次凌日——將近1,700年。
France 24總結了報導的實際結論：描述為可能更適合生命的世界位於太陽系外，使其超出任何當前或可預見的航天器的能力。
| 特徵 | 地球 | 假設的超宜居行星 |
|---|---|---|
| 年代 | 約45億年（基線） | 50–80億年（Schulze-Makuch等，來自EarthSky） |
| 質量 | 1個地球質量（基線） | 約1.5個地球質量（EarthSky） |
| 直徑 | 1個地球直徑（基線） | 大約大10%（EarthSky） |
| 平均溫度 | 基線 | 約華氏8度溫暖（EarthSky，2020年研究）；在單獨的K型矮星模型中表面溫度約攝氏5度溫暖（Centauri Dreams） |
| 主星壽命 | 太陽：約100億年（EarthSky） | K型恆星：20–70億年（EarthSky） |
常見問題
- 什麼是「超宜居」行星？
- 根據EarthSky，這是包括Dirk Schulze-Makuch在內的研究人員使用的術語，用於假設的行星類別，這些行星因年代更久、體積更大、溫暖且濕潤，並環繞壽命更長的恆星等特徵，可能支持比地球更豐富或更長久的生命。
- 實際上找到過超宜居行星嗎？
- 沒有。EarthSky報導，2020年研究中確定的24個候選行星中沒有一個符合超宜居性的每個標準，且該研究的作者表示這些條件在很大程度上仍無法用當前儀器測試。
- 為什麼K型矮星被認為是適合託管生命的好候選？
- 根據Centauri Dreams，K型矮星比太陽更冷、閃焰傾向更低，能夠穩定發光數十億年，為任何環繞的行星提供遠比地球在太陽周圍所擁有的更多時間來發展生命。
- 人類能否曾經到達或近距離研究這些行星？
- 目前的技術還不行。France 24表示所述的世界位於太陽系外，Centauri Dreams報導即使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡遠程檢測生物簽名也可能需要近在咫尺的K型矮星系統數十年的觀測時間。
- 哪些行星被認為是領先的超宜居候選？
- EarthSky報導，Kepler-69c和Kepler-186f是Schulze-Makuch團隊確定的24個候選行星之一，從位於其恆星宜居帶的超過4,000個已知系外行星中精選出來。
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