【專欄】尋找太陽系外生命

 文/王至劭(台聯政策顧問、台灣教授協會會員)

    宇宙中到底有沒有另一個地球？有沒有和我們類似的生命？自從九0年代人類發現第一顆系外行星以來，這個問題就一直讓人們非常感興趣。

     時至今日，人類已確認的系外行星數量超過六千顆，但它們絕大多數要麼是像木星、海王星那樣的氣態巨行星，要麼是軌道離恆星過近或過遠，根本無法讓液態水穩定存在的行星。所以在這茫茫星海中，我們到底應該把目光投向那些行星呢？

     二0二六年三月十九日，來自康奈爾大學的科研團隊，公佈了一份詳細的宜居行星重點探索名單，為天文學家指明了一個方向，該研究已發表在《皇家天文學會月刊》上。這次研究團隊整合了歐洲航天局蓋亞衛星(Gaia)資料集的恆星，以及NASA系外行星檔案館截至二0二五年十二月二十日的全部已確認系外行星資料，給所有已知行星做了一次全維度的宜居性大篩查。

     進入這份名單，行星必須跨過兩道核心門檻：

一、它必須是岩質行星，也就是和地球一樣以岩石為主要構成的固態行星。團隊為此劃定了兩條標準：有實測半徑的行星，其半徑不得超過地球的兩倍；暫無實測半徑，僅有質量資料的行星，質量不得超過地球的五倍，超出這個範圍，行星大機率不具備岩質結構，也無法在表面長期穩定留存液態水。

二、它必須在宜居帶內，簡單來說，宜居帶就是恆星周圍的一個特定軌道範圍，行星身處其中時，表面溫度既不會高到讓液態水完全蒸發逃逸，也不會低到讓水永久凍結，能為液態水的穩定存在提供基礎條件。最終僅篩出二十四顆岩質行星，其中十五顆為凌日行星(其運動軌跡會經過其母恆星和地球之間的連線)。

值得一提的是，最終入選的所有行星都不圍繞雙星或多星系統執行。換句話說，天空中有兩個或多個太陽的行星都不行，我們不認為其宜居。

這份目錄絕非簡單的行星名單，而是為天文學家劃分了不同的科學研究方向，每一類目標都有專屬的觀測價值。首先是「黃金觀測目標」，也就是最適合現有望遠鏡開展大氣觀測的行星。團隊給所有凌日行星嚴格計算了透射光譜，這個分數越高就越容易透過韋伯望遠鏡等裝置分析行星的大氣層，識別其中是否存在氧氣、甲烷等與生命活動相關的氣體。排在榜單前列的是我們熟知的TRAPPIST-1系統的d、e、f、g四顆行星，以及距離地球約四十九光年的LHS 1140 b，這幾顆也正是目前韋伯望遠鏡的重點觀測物件。這類行星接收的恆星通量(恆星會有多少熱量到其上)與地球從太陽獲得的能量誤差在正負百分之十五以內，這些行星的光照條件與地球高度接近，如果它們擁有合適的大氣，表面環境很可能與地球十分相似。

     除了尋找生命跡象，這份目錄還有一個核心科學目標–探明宜居性的真實邊界。團隊專門篩選出了宜居帶內外邊緣的行星，內邊緣的剛好踩在高溫是否會讓水徹底逃逸的分界線上；外邊緣的則卡在能否透過二氧化碳溫室效應維持液態水的極限位置而不致於一直結冰。

     還有一個備受關注的細節–行星的年齡：地球形成至今約四十六億年，用了數十億年才演化出複雜生命，一顆行星的母恆星年齡越老，就意味著它可能擁有更充足的時間讓生命誕生、演化。資料顯示，在三十顆有可靠年齡估計的母恆星中，有十七顆恆星（對應二十四顆系外行星）的年齡比太陽更老。(在此強調，各種估算有時差別大，目前大多只能大略估計。)

    當然，這份目錄絕非宜居行星的最終定論，這份目錄最大的價值是為當前和未來的望遠鏡指明了觀測方向。無論是正在工作的韋伯望遠鏡，還是未來即將建成的極大望遠鏡，都能從這份目錄中找到適合自身觀測能力的目標。就像團隊成員所說的，我們現在還無法確定生命能在怎樣的環境中誕生，但第一步就是先搞清楚該往那兒看，而這份目錄正是人類在尋找宇宙鄰居的漫漫長路上，一座最新、最亮的標的，或許生命可能就在那兒。

     將來我們或許有機會證明，我們在宇宙中並非孤獨，並非唯一特例，那將是人類歷史上最偉大的發現，人類歷史與科技競逐也將進入另一嶄新階段。