我們或許很 " 驕傲 "，在所有已知的行星中，我們的地球可以說是 " 生命友好星球天花板 " 了。但真是這樣嗎？

一項有意思的新研究表明，如果木星軌道發(fā)生變化，地球可能比現(xiàn)在更宜居。這項發(fā)表在《天文學(xué)雜志》上的結(jié)果，不僅顛覆了關(guān)于太陽系的兩個長期存在的科學(xué)假說，還給人們在探索系外宜居行星時提供了新思路。

行星軌道的影響

讓我們先從行星軌道說起。

如果一顆行星圍繞著中心的恒星以一個完美的圓形軌道公轉(zhuǎn)時，恒星和行星之間的距離就不會改變。然而，大多數(shù)行星圍繞恒星的軌道是偏心的，也就是說，它們的軌道是橢圓形的。

當行星離恒星越來越近時，就能接收到更多熱量，影響著行星上的氣候。在行星繞行公轉(zhuǎn)的過程中，行星上的不同部分接收到更多或更少的直射光線，導(dǎo)致行星產(chǎn)生了季節(jié)。

軌道偏心率示意圖。（圖／Phoenix7777, Public Domain）

行星的某些部分在某個季節(jié)中可能非常舒適，但在其他季節(jié)則有可能非常熱或者非常冷。地球就是這樣。在 0 到 100 攝氏度之間，液態(tài)水在地球表面的存在，帶來了各種各樣已知的生命形式。

在這項新研究中，研究團隊利用如今已知的太陽系數(shù)據(jù)構(gòu)建了詳細模型，創(chuàng)建了一個 " 數(shù)字太陽系 "。在這個理論系統(tǒng)中，他們發(fā)現(xiàn)，太陽系中的一個龐然大物，也就是木星，對地球環(huán)境可能產(chǎn)生了巨大影響，但這一直被我們忽視了。

比如，如果巨大的木星位置不變，但它的軌道變得更加偏心，這將反過來使得地球的軌道形狀產(chǎn)生巨大變化。

如果木星推動地球的軌道變得更偏心，地球上的部分地區(qū)有時就會更靠近太陽。地球表面現(xiàn)在處于冰點以下的部分也會變得更溫暖，增加宜居范圍內(nèi)的溫度。

木星和地球的大小對比。（圖／NASA）

研究還注意到，如果木星的位置離太陽更近，就可能引起地球更極端的傾角，這會使地球表面的大部分地區(qū)處于冰點以下。

這項結(jié)果實際上推翻了兩個長期以來的科學(xué)假說。許多人相信，地球就是宜居行星的典范。其次，木星作為一顆巨大的行星，它的軌道的任何變化只可能對地球帶來不利的影響。但這項新的結(jié)果告訴我們，這兩種說法或許都不準確。

系外行星的探索

研究人員認為，這一發(fā)現(xiàn)可以應(yīng)用在尋找其他恒星周圍的宜居行星，也就是系外行星。

如今，科學(xué)家搜索系外行星時，通常首先會尋找宜居帶，也就是通過判斷恒星和行星之間的距離，衡量是否有足夠的能量讓行星表面存在液態(tài)水。

行星周圍的宜居帶（綠色）通常指行星上可能存在液態(tài)水的范圍。（圖／NASA, JPL-Caltech）

但需要注意的是，表面存在水只是一種非常簡單的 " 第一指標 "，它并沒有考慮到一顆行星的軌道形狀，或者行星之上可能經(jīng)歷的季節(jié)更迭。

現(xiàn)有的望遠鏡能夠測量一顆行星的軌道，但實際上，還有其他一些因素也會影響宜居性，比如行星向恒星傾斜的程度，也就是傾角。行星離恒星較遠的部分會接收到更少能量，導(dǎo)致更冷的氣候。

但對目前的觀測而言，測量傾角或行星的質(zhì)量更為困難，因此研究人員希望能夠找到更好地估計這些因素的方法。

行星系的結(jié)構(gòu)

當我們對系外行星進行探索時，或許不能忽視它所在的行星系以及結(jié)構(gòu)，比如，行星系中一顆巨行星的運動，或許就會影響其他可能的宜居行星的環(huán)境。

同時，了解太陽系中不同行星的影響同樣非常重要。我們要了解木星在過去對地球氣候的影響，它在過去對地球軌道的影響是如何改變這里的，以及它在未來可能會如何再次改變我們。