探索“第二地球”的奥秘
在2023年11月24日的空间科学先导专项亮点成果发布会上，中国科学院空间科学中心对外公布了“十五五”期间数项前沿空间科学卫星规划。其中，一颗专门用于寻找系外地球类行星的科学卫星——系外地球巡天卫星亦首次亮相。这项计划旨在对银河系进行大规模巡查，寻找与地球大小接近、位于宜居带内、环境适合生命存在的“第二地球”，即“地球2.0”。
地球是宇宙中唯一的家园吗？类地行星的探索有怎样的意义？“地球2.0”又该具备什么条件？目前在发现类地行星方面有哪些重要进展？针对这些问题，科技日报记者采访了领域内专家，带来了权威解读。
第一问：探寻“地球2.0”的初衷是什么？
“这源自人类对宇宙奥秘的追问。我们一直在疑惑：除地球外，宇宙中是否还孕育着生命？”中国科学院空间科学中心主任王赤院士表示。在浩瀚的太空中，人类不仅关注是否在太阳系中有生命的存在，也寄希望于在银河系浩瀚星海里找到地球的‘同伴’。
空间探测领域的科普专家庞之浩指出，找寻“地球2.0”对于人类未来、科学突破和文明的延续都有极其深远的影响。他说：“一旦发现可居住的‘地球2.0’，人类就拥有了潜在的‘备选家园’，这对于应对资源枯竭、环境变化、巨型天体撞击等威胁具有重要战略意义。”
此外，探测类地行星还能帮助我们更好地了解地球本身的过去和可能的未来，解读地球演化的谜题。庞之浩认为：“如果找到生命迹象，人类对自我的认知以及对宇宙孤独性的问题将面临根本性变革。”
第二问：“地球2.0”应具备哪些条件？
庞之浩向记者介绍，科学界设定“地球2.0”的标准十分严格，涵盖了行星的物理参数、恒星类型和宜居性等多个方面。
首先，行星本身应为岩质星体，其半径介于地球的0.8到1.25倍之间。只有这种尺寸和结构的行星才有坚实的地表，能够保有稳定的大气层。他补充道，行星的密度应接近地球，才能保证合适的地壳和地幔结构，这有利于抑制剧烈的地质变化。
其次，“地球2.0”需环绕一颗稳定的类太阳恒星运行，这样才能避开红矮星的剧烈活动和大质量恒星的致命辐射。其轨道位置必须处在所谓的“宜居带”内：既不离恒星过近造成水分蒸发，也不能过远导致全部水结冰，正好适合液态水的存在。
除此之外，保护性的环境也至关重要。例如，具有适度的大气层来阻挡有害辐射且含有氧气等基础生命元素，再配合类似地球的强磁场，为生命提供屏障。加之环绕环境需相对安稳，能够减少来自微小天体的威胁，为生命孕育与繁衍营造安全土壤。
第三问：人类在对类地行星的探测上有哪些收获？
王赤介绍，目前国际上已经发射了多项系外行星探测任务，其中“开普勒”空间望远镜在发现新系外行星方面持续领跑，已识别出了6000多颗系外行星。不过，目前被证实的大多数属于体积大于地球的“超级地球”。事实证明，真正“地球2.0”——即位于宜居带且尺寸和地球类似的岩质行星，仍未被直接发现。中国在未来五年内将聚焦于这方面的专项观测。
据庞之浩介绍，类地行星探索领域已出现多项重大突破。如1992年，科学家第一次在脉冲星PSR1257+12外围发现三颗地外类地行星，标志着系外类地行星的发现开端。1995年，飞马座51b被确定为绕类太阳恒星运行的首颗系外行星。2005年，Gliese 876 d等行星被证实呈现出地球类行星的特征。2011年，“开普勒-10b”成为通过空间望远镜确认的第一颗岩质系外行星。
在重要的系外行星系统方面，2017年发现7颗类似地球尺寸的行星簇拥在同一颗恒星周围，成为迄今所知规模最大的类地行星系统，部分更可能有液态水。2014年被确定的“开普勒-186f”则是首颗处于宜居带且与地球大小相近的岩质行星，因其具备潜在适宜生命生存的条件而引起轰动。
中国天文团队也已展现出突出成果。庞之浩说：“2025年，云南天文台通过创新的凌星时变反演方法，在类太阳恒星的宜居带内，发现了‘超级地球’开普勒-725c，其质量为地球的10倍，公转周期为207.5天，为国内外类地行星探测工作提供了新模式。”
记者 陆成宽
