智慧生命可能遍及宇宙

一个国际天文学家小组最近运用开普勒空间望远镜获得的数据，发现了银河系内已知最古老的行星系统——这个行星系统存在了 112 亿年，是一个拥有 5 个岩石质行星的古老太阳系，这些行星的体积都小于地球。该小组认为，这一发现表明，体积如地球的行星，以及它们的形成过程，几乎贯穿了整个宇宙 138 亿年的历史，这提升了我们银河系中存在古老生命——以及潜在的高级智慧生命的可能性。

Kepler-444 行星系统的艺术渲染图，该行星系统拥有 5 个行星，都比地球小。图片由英国伯明翰大学的 Tiago Campante 提供。

Travis Metcalfe 博士，这位空间科学研究会的首席研究科学家说，“岩石质行星早在 112 亿年前便已经在星系中诞生这一事实表明，那些适宜生存的类地行星可能已经现出了非常久的时间，而且要比我们太阳系存在的时间要长得多。”Travis Metcalfe 是该小组的成员之一，他负责使用独一无二的星震学方法，来测算恒星的年龄。

这个行星系统的宿主恒星，名为 Kepler-444，比我们的太阳小 25%，距离地球 117 光年。该系统中所存在的 5 个行星都非常小，它们围绕宿主恒星公转一周的时间都少于 10 天，和恒星的距离只有 0.08 个天文单位，只有水星轨道与太阳距离的大约 1/5。

“这个恒星比太阳要稍微凉爽一些（表面温度大约是 5000K，太阳表面温度是 5800K）,”Metcalfe 说，“但是估计这些行星所接受的辐射仍然太多，这对于生命来说仍然不是个好消息，”它们的大气层非常稀薄，甚至于可能根本没有。

该小组的论文中说，该系统的宜居带位于距宿主恒星大约 0.47 个天文单位处，因此这些恒星都在 Kepler-444 宜居带内缘以内。

英国伯明翰大学的研究员 Tiago Campante 是该小组的负责人。

发现这些行星用去了 4 年的时间，在这段时间里，科学家们分析了由开普勒望远镜提供的数据，这些数据是该望远镜在执行任务期间，对 Kepler-444 进行了几乎持续不断的观测后得到的。开普勒空间望远镜能够对其视场内的恒星亮度变化作高精度测量。当有行星经过它们的宿主恒星前方时，就会有微小的亮度变化。

这些凌星信号表明，Kepler-444 周围有 5 个行星。该恒星拥有一个双星伴侣，一颗 M 级的矮星，因此要对大量的数据进行梳理，以确定哪些是行星，而非其他恒星，以及这些行星所围绕的是哪颗恒星。这显然是一件繁琐的事。

运用 Keck II 望远镜上的 NIRC2 近红外成像仪拍摄的 Kepler-444 双星系统。照片由 Tiago Campante 等提供。

Metcalfe 说，研究这些开普勒目标，要通过排除其他可能产生“错误结果”的情况，来“验证”这些行星的存在。因此要面临巨大的挑战。

但是通过星震学的方法，可以用来精确地测定恒星的年龄。星震学的原理，是监听一颗恒星所发出的声波。声波进入恒星内部，会把有关信息带回其表面。这些波会引起震荡，开普勒望远镜就可以通过观测恒星亮度的快速闪烁来获取这些信息。

但是要通过这些信息来获知恒星的年龄，又是如何做到的呢？

“当恒星老化时，其核心的氢会被转变成氦，” Metcalfe 在电子邮件中说。“这些变化会随着时间的推移渐渐改变恒星的平均密度，星震学所提供的，就是一种能够（通过单个振荡频率的常规间距）精确测量这个平均密度的方法。”

Metcalfe 说，在这个例子中，恒星（以及这些行星，它们和恒星几乎是同时形成的）年龄的不确定率只有 9%，而通过其他方法，如通过恒星自转（回转年代学）或其他参数进行测定的不确定率通常有 30-50%。

在论文中，该小组也指出，这一发现可能有助于确定，在宇宙中，行星是从什么时代开始出现的。

“我认为，这一系统也给我们提供了大量有关行星的形成，以及行星系统长期演化方面的知识，”佛罗里达技术学院教授的 Darin Ragozzine 说，他也是该小组的成员，专门研究凌星现象中的多星凌星现象。“112 亿岁的年龄，意味着这个行星系统的形成时期，已接近宇宙的起源期。”

该小组认为，这一发现暗示，那些小型的，与地球大小类似的行星，在宇宙的早期便已经出现，虽然那时候金属元素十分缺乏。

“在地球形成的时期，这颗恒星和它的行星系统就已经比我们行星今天的年龄古老，”Ragozzine 说。“我们不能确定这个行星系统是否在其所有阶段中都保持一成不变，但是光想想这些小小的内行星已经绕着恒星运行了大约一万亿次就已经让人感到十分神奇了！”

转自：星空天文网

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