超级地球有多宜居,大小是地球的2.4倍,表面平均温度大约只有22度。设想一下,这样的星球可能拥有更广阔的陆地、更雄伟的山脉和更宽广的海洋。那么,人类能不能生活在这样一颗行星上呢? 别看着平均22度、面积够大就觉得稳了,宜居从来不是单看温度和大小,里面藏着太多看不见的门槛,科学家们发现的多颗超级地球,早就给咱们提了醒。 就拿NASA通过开普勒望远镜观测到的HD 40307 g来说,这颗超级地球大小约是地球的2.7倍,和咱们说的2.4倍相差不大,轨道刚好在宿主恒星的宜居带内,理论上表面温度能稳定在0到30度之间,和22度的设想高度契合。 可这颗看似完美的超级地球,却有个致命问题,它围绕的是一颗红矮星,这种恒星比太阳小得多,也活跃得多,经常爆发强烈耀斑,释放的高能辐射是太阳耀斑的100倍以上。 这种辐射能轻易剥离行星的大气层,就算HD 40307 g一开始有大气,经过亿万年的侵蚀,也早已变得稀薄,无法阻挡紫外线直射表面。 没有大气的保护,就算表面平均22度,白天被恒星直射时温度会飙升到50多度,晚上没有大气保温,温度又会骤降到零下几十度,昼夜温差能达到上百度,人类根本扛不住这种极端变化,更别说长期生活。 再说说大小带来的影响,这颗2.4倍地球大小的超级地球,按照球体体积公式计算,半径大约是地球的1.34倍,要是密度和地球差不多,它的重力加速度会达到地球的1.3倍左右。 咱们平时在地球扛着自己的体重都觉得累,到了这颗星球上,相当于每天背着自己体重30%的东西,长期下来,骨骼会被持续压迫,密度不断增加,容易出现骨折、骨质疏松等问题,心血管系统也得超负荷工作,普通人撑不了几个月就会出现严重的健康问题。就算是经过特殊训练的宇航员,也只能短期停留,根本无法实现长期定居。 咱们设想它有广阔的海洋和陆地,但这得有板块运动才行。地球的板块运动能塑造山脉、形成海洋,还能通过火山喷发释放二氧化碳,维持温室效应,让温度稳定在宜居范围。 可大多数超级地球,因为体积和质量过大,板块运动要么过于剧烈,火山喷发频繁,要么完全停滞,没有火山活动。 就像格利泽581d,这颗超级地球大小约是地球的1.5倍,曾被认为可能有液态水,但后来观测发现,它的板块运动早已停滞,没有火山活动调节大气成分,大气中的二氧化碳越来越少,温室效应减弱,表面温度逐渐降低,液态水也慢慢冻结成冰,原本可能存在的海洋,最终变成了一片冰封的荒原。 还有大气成分这个关键问题,人类生存离不开氧气,地球大气中氧气占比约21%,二氧化碳占比0.04%,这个比例刚好能维持生命活动。可超级地球的大气成分大多难以达标,要么没有氧气,只有氢气、氦气等惰性气体,要么二氧化碳含量过高,形成强烈的温室效应,就算温度平均22度,也会慢慢升高,最终变成像金星那样的炼狱。 NASA曾对10颗处于宜居带的超级地球进行观测,发现只有2颗可能存在微量氧气,但浓度不足地球的10%,远远达不到人类呼吸的需求,而且还夹杂着大量有毒气体,吸入后会直接危及生命。 就算这颗超级地球刚好具备大气、重力、液态水等条件,还有一个无法忽视的问题,就是距离。 目前人类发现的所有超级地球,距离地球都在几十甚至上百光年之外,以人类目前的航天技术,最快的探测器飞行速度也只有每小时6万公里,要飞到最近的超级地球,至少需要几十万年,这期间,人类无法携带足够的物资,也无法应对飞行中的各种风险,就算能到达,也早已是物是人非,根本谈不上定居。
