这个影响了地球的庞然大物，一直被我们忽略了

我们或许很“骄傲”，在所有已知的行星中，我们的地球可以说是“生命友好星球天花板”了。但真是这样吗？

一项有意思的新研究表明，如果木星轨道发生变化，地球可能比现在更宜居。这项发表在《天文学杂志》上的结果，不仅颠覆了关于太阳系的两个长期存在的科学假说，还给人们在探索系外宜居行星时提供了新思路。

行星轨道的影响

让我们先从行星轨道说起。

如果一颗行星围绕着中心的恒星以一个完美的圆形轨道公转时，恒星和行星之间的距离就不会改变。然而，大多数行星围绕恒星的轨道是偏心的，也就是说，它们的轨道是椭圆形的。

当行星离恒星越来越近时，就能接收到更多热量，影响着行星上的气候。在行星绕行公转的过程中，行星上的不同部分接收到更多或更少的直射光线，导致行星产生了季节。

轨道偏心率示意图。（图／Phoenix7777, Public Domain）

行星的某些部分在某个季节中可能非常舒适，但在其他季节则有可能非常热或者非常冷。地球就是这样。在0到100摄氏度之间，液态水在地球表面的存在，带来了各种各样已知的生命形式。

在这项新研究中，研究团队利用如今已知的太阳系数据构建了详细模型，创建了一个“数字太阳系”。在这个理论系统中，他们发现，太阳系中的一个庞然大物，也就是木星，对地球环境可能产生了巨大影响，但这一直被我们忽视了。

比如，如果巨大的木星位置不变，但它的轨道变得更加偏心，这将反过来使得地球的轨道形状产生巨大变化。

如果木星推动地球的轨道变得更偏心，地球上的部分地区有时就会更靠近太阳。地球表面现在处于冰点以下的部分也会变得更温暖，增加宜居范围内的温度。

木星和地球的大小对比。（图／NASA）

研究还注意到，如果木星的位置离太阳更近，就可能引起地球更极端的倾角，这会使地球表面的大部分地区处于冰点以下。

这项结果实际上推翻了两个长期以来的科学假说。许多人相信，地球就是宜居行星的典范。其次，木星作为一颗巨大的行星，它的轨道的任何变化只可能对地球带来不利的影响。但这项新的结果告诉我们，这两种说法或许都不准确。

系外行星的探索

研究人员认为，这一发现可以应用在寻找其他恒星周围的宜居行星，也就是系外行星。

如今，科学家搜索系外行星时，通常首先会寻找宜居带，也就是通过判断恒星和行星之间的距离，衡量是否有足够的能量让行星表面存在液态水。

行星周围的宜居带（绿色）通常指行星上可能存在液态水的范围。（图／NASA, JPL-Caltech）

但需要注意的是，表面存在水只是一种非常简单的“第一指标”，它并没有考虑到一颗行星的轨道形状，或者行星之上可能经历的季节更迭。

现有的望远镜能够测量一颗行星的轨道，但实际上，还有其他一些因素也会影响宜居性，比如行星向恒星倾斜的程度，也就是倾角。行星离恒星较远的部分会接收到更少能量，导致更冷的气候。

但对目前的观测而言，测量倾角或行星的质量更为困难，因此研究人员希望能够找到更好地估计这些因素的方法。

行星系的结构

当我们对系外行星进行探索时，或许不能忽视它所在的行星系以及结构，比如，行星系中一颗巨行星的运动，或许就会影响其他可能的宜居行星的环境。

同时，了解太阳系中不同行星的影响同样非常重要。我们要了解木星在过去对地球气候的影响，它在过去对地球轨道的影响是如何改变这里的，以及它在未来可能会如何再次改变我们。

参考来源：

https://news.ucr.edu/articles/2022/09/09/could-more-earths-surface-host-life

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac87fd

封面图/首图：NASA

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