超級地球會是人類更好的「家」嗎?質量大 10 倍反而有助於生命演化

人類正在浩瀚無垠的太空中,尋找著適居行星。研究人員認為,大質量的超級地球(super-Earth)造就厚實大氣層與平坦地形,讓其成為更完美的「家」。
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Photo Credit: Shutterstock / 達志影像
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你有想過像《星際效應》一樣,在外太空尋覓人類的第二個家嗎?

近年天文學家屢次探索外太空,已經找到在太陽系以外數十個或許能夠居住的潛在候選行星,除了讓人類社會有更多移居的選擇,也是發現外星人的大好機會。但是,在這數十個候選名單中,哪一個才是最像地球、最適合人類的選擇呢?研究人員表示,傳聞中比地球更大、更好的行星——被世人稱之為「超級地球」(super-Earth)。

目前科學界對超級地球的定義僅以質量作為判斷標準,質量必須是地球的 10 倍左右。而有無大氣層、組成物質、地表狀況則未包含在內。因此發現超級地球,不代表著一定能生存或是有外星生物的可能,只是列為「或許適合人類生存」的候補名單內。

也許超級地球沒有想像中的「百年難得一見」。根據克卜勒太空望遠鏡(Kepler Space Telescope)自 2009 年以來的觀測,銀河系 4000 多顆行星中,有 30% 即為超級地球。但只有一小部分的超級地球,其軌道在離恆星不遠也不近的適居帶內。處於適居帶的行星可以維持剛好的氣溫,讓液態水保持於地表上。

還有很重要的一點:超級地球的地質組成成分。若是主要組成物質為氫氣、氦氣這類的氣體,例如木星與土星,而非地球這樣的岩石地質,這樣仍不宜人類生存。

除了以上條件外,研究人員發現,這些候選行星其半徑通常是地球的 2 倍大!因此超級地球的質量可高達地球的 10 倍。雖然質量高出地球不少,但研究人員認為這些質量反而可以使之成為完美的家,因為質量較大的行星具有更強的引力。

舉例而言,位於天琴座的行星克卜勒 20b(Kepler-20)體積是地球的 2 倍左右,而質量則是地球的 10 倍之多,這讓它的表面重力也比地球強 3 倍,強大的引力使之可以保留更多的氣體,進而形成更厚實的大氣層。最大的優點就是能有效阻擋來自外太空的各種有毒輻射,並且強大的重力讓山丘、山脈會被加速侵蝕,表面將比地球平坦許多,也就比地球擁有更多平原與淺島地形。

對於登山愛好者而言雖然是件壞事,但對於長遠的生物與城市發展則是好事一樁。如同地球上海洋的生態多樣性最多元之處,正是在海岸線的淺水區。這樣平坦的地形是相當有助於生物的演化與進展。

說到這裡,對克卜勒 20b 心動了嗎?但人類想要抵達克卜勒 20b,是件極其困難的事情!眾所皆知,宇宙正在不停地膨脹,因此所有的星體都在逐漸地彼此遠離。而遙遠行星克卜勒 20b 的脫離速度(Escape Velocity) 是地球的 2 倍之多,意味著所有的火箭都必須要 2 倍以上的燃料量才有辦法追趕,或是火箭能攜帶的重量必須減低非常多。

以 SpaceX 的獵鷹重型運載火箭(Falcon Heavy)為例,原本負重 5 萬公斤即可翱翔於地球軌道,但要進入克卜勒 20b 的軌道僅能載重 40 公斤重的物體,比一位成年女性的體重都還要輕!

所以,即便找到宜居的超級地球,要追向它跟離開它,都會是件難事。現在,人類只能繼續隨著時間的逐流,總有一天引領我們到踏上另一顆地球的未來。

核稿編輯:Anny

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