这些系外行星的宜居潜力正朝着正确的方向发展

地球上为什么会有季节？当然是因为地球的轴倾斜。但倾斜的作用不仅仅是让我们从春季到夏季、秋季到冬季。它也是稳定大气层的重要力量——没有它，地球上的生命几乎不可能存在。因此，倾斜可能在培育其他星球上的生命方面也发挥着重要作用。这给我们带来了一些新发现，发表在《天文学杂志》上，表明一对可能适宜居住的系外行星拥有稳定的倾斜度，这增加了它们比我们想象的更像地球的可能性。

这两颗行星分别是开普勒-186f 和开普勒-62f，距离地球分别 550 和 990 光年。前者于 2014 年首次宣布发现，实际上是第一颗在其恒星宜居带内发现的地球大小的系外行星；后者的质量是地球的 2.8 倍（是一颗超级地球）。“我们已经知道这两颗系外行星很可能是岩石行星，它们位于宜居带，行星表面可能存在液态水，”研究作者、佐治亚理工学院助理教授李功杰说。“我们正在寻求进一步限制这些行星的宜居性，以更好地了解这两颗行星存在生命的可能性。”

自转轴本质上决定了恒星发出的热量和辐射到达行星时如何分布。有些轴会让这种分布相对温和，而另一些轴可能会导致更极端的环境出现。此外，行星的倾斜有时会来回振荡，轴上的较大振荡可能会导致恒星辐射扩散方式发生较大变化，从而影响大气环流和行星的气候。

李说：“目前还不清楚自转轴变化和气候如何真正影响生命的存在，在极端环境中也可能存在顽强的生命形式，但稳定的环境可能是一个很好的开始。”

比如，人们认为轴倾斜是火星虽然位于太阳系的宜居带，却在过去 40 亿年内失去厚厚大气层、从一个温暖、充满水的世界变成寒冷、干燥的地狱的原因之一。这颗红色星球的轴倾斜度从 0 度到 60 度变化很大，这种不稳定性意味着无法维持适当的大气层。另一方面，地球的轴线大约每 10,000 年才会在 22.1 度和 24.5 度之间振荡一次，这就是为什么这颗蓝色星球长期以来如此适合生命存在的原因。李的合著者、哈佛-史密森天体物理中心的 Yutong Shan 确实指出，“如果没有这么大的卫星，地球的轴角也会更加不稳定，至少在这种情况下，卫星具有稳定作用。”

开普勒-62f 和开普勒-186f 尤其令人感兴趣，因为它们距离主恒星比地球或火星更远。“同样重要的是，”Shan 说，“自转轴动力学在多行星系统中最为丰富，因为自转轴变化是由行星之间的引力相互作用引起的。62f 和 186f 都位于五行星系统中，我们非常了解其他行星的特性，因为它们都经过了恒星。”

经过计算，两人根据他们掌握的数据进行了一些模拟，发现尽管两颗行星都没有自己的卫星，但其自转轴相当稳定。尽管它们各自的恒星系统中有不少邻近的系外行星需要应对，但它们并没有面临会破坏其自转轴稳定性的引力效应。“这对那些其出现和生存依赖于其母星长期稳定性的生命形式来说是个好消息，”Shan 说。

李认为，这种自转轴动力学分析“可以轻松应用于其他系外行星系统”，并且在很大程度上有助于支持或驳斥对其他星球适宜居住的怀疑。

“我认为令人兴奋的是，”华盛顿大学天文学家埃里克·阿戈尔 (Eric Agol) 说，他首先发现了开普勒-62f，“这些类型的动力学研究可以与真实系统联系起来。现在我们实际上有可能描述这样的[多]行星系统。很多时候，这是理论工作的一个问题——有太多参数需要考虑，我们并不总是清楚哪些目标最有希望[适合居住]，哪些没有。”

康奈尔大学卡尔萨根研究所所长、开普勒-62f（和 62e）发现团队成员丽莎卡尔滕内格认为，这些发现是对轴倾角对系外行星宜居性影响的热烈讨论的一部分，但她也强调，“在其他星球上发展的生命……应该能够在任何轴倾角下发展。如果地球的轴倾角不同，生命的进化可能会有所不同，但没有人知道差异是否会很大，或者我们是否只是生活在我们自己世界的不同地方。”