本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
开普勒数据中一颗新确认的系外行星在其恒星的“宜居带”内被宣布,这是一个好消息,但也强化了一些关于类地世界意味着什么的误解。
美国国家航空航天局的新闻稿标题是“美国国家航空航天局的开普勒任务发现了地球更大、更年长的表亲”,这个描述非常贴切。 这颗名为开普勒-452b的行星,直径比地球大60%,绕着一颗距离我们约1400光年的恒星运行,这颗恒星的质量仅比我们的太阳大4%,年龄大约大15亿年,亮度大约高20%。
关键是,这个世界的年份也是385个地球日,这表明它很可能在其母星的距离上度过时间,在这个距离上,行星表面可能存在液态水——但这取决于一长串其他必要的、基本上未知的条件。
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这就是事情变得棘手的地方,以及其他像“地球2.0”或“最接近的地球孪生星”这样的标题完全偏离目标的地方。
正如你可以从这篇2012年的早期文章中看出的那样,这是我长期以来一直抱怨的问题,在那篇文章中,我哀叹“类地”这个术语的过度使用。
原因如下。
开普勒-452b的物理直径比地球大60%,但由于其系统的距离(长达1400光年),我们还无法获得必要的天文数据(高精度光谱多普勒数据)来估计行星的质量和成分。 这个世界的质量可能远小于地球,但具有高含水量(或可能存在浓厚的氢气大气层),或者质量更大(如果它具有高铁含量,甚至可能是地球的10倍)。
我们也不知道轨道的形状——它可能是非常椭圆的,从而改变来自母星的能量输入性质,进而改变行星气候。 我们不知道它的自转速度——它的昼夜长度——或它的轴向倾斜度,这些都是理解热力学条件的关键因素。 我们不知道这颗行星是否拥有任何大气层,这是推断其表面条件以及液态地表水真正可能性的关键要素。
我们不知道它是否有任何卫星,也不知道开普勒-452b行星系统其余部分的结构是什么。 它有姊妹世界吗? 它是否会遭受小行星的撞击?
即使这个世界复制了地球的许多属性,其他天文学家也已经指出,在其历史进程中再过15亿年,并且拥有一颗亮度高出20%的恒星,开普勒-452b可能会因为超温室效应、水蒸气驱动效应占据主导地位而处于宜居性衰退的阵痛之中。
因此,底线是它确实是地球更大、更年长的表亲。 但将其等同于地球2.0或类地行星是不可能且具有误导性的。 关于这类世界的真正对话要有趣和复杂得多。
我希望我知道如何让人们停止随意抛出像“类地”这样的术语。 我能提出的最好的建议如下。
“类地”应该保留给那些你愿意将自己和你的亲人送往的系外行星,通过将所有东西打包到一艘代际、一次性、星际慢船中,这艘船会使人类物种破产。 换句话说,你最好有99.99%的信心,在10000年后到达时,会在某个地方有一个漂亮的热带海滩可以安家落户。 任何低于这个标准的都不配被称为“类地”。
最后,更严肃一点地说,对开普勒-452b的关注分散了人们对一个可能同样令人印象深刻的结果的注意力——在开普勒目录中增加了521个新的候选行星探测。 这使该任务发现的可能世界的总数达到了惊人的4696个,这张图总结了这些世界

最新的开普勒统计数据(来源:NASA/开普勒/W. Stenzel)图注
至关重要的是,在新的候选行星中,有12颗的直径是地球的1到2倍,并且显然位于大小和温度与太阳相似的恒星的名义宜居带内。 对我们行星表亲的统计约束确实变得越来越好。