天文学家发现“超级地球”　与宇宙年龄一样老　外星生命新线索

天文学家发现行星的确可以存活一段非常长的时间。

古老的类地系外行星

在银河系最古老的恒星之一，一颗位于 280 光年处，名为 TOI-561 的橙矮星的附近，天文学家发现了 3 颗绕在其周围的太阳系外行星（exoplanet），其中有一颗是岩石行星（rocky planet），为地球的 1.5 倍大，并以 10.5 小时的高速绕著该恒星公转。

很显然地，如此靠近恒星的太阳系外行星不太可能适合居住，即便它如同地球、金星及火星般是岩石行星。它会达到 2480K 的高温，在永远是白天的那一侧会被岩浆海（magma ocean）给潮汐锁定。

但是 TOI-561 系统，包括行星及全部，是所有天文学家见过最古老的系统之一，预估年纪大约在 100 亿年。这年纪超过太阳系的两倍，几乎跟宇宙本身一样老，因此可作为岩石的太阳系外行星能够维持稳定达很长一段时间的证据。

夏威夷大学（University of Hawai’i）的天文学家劳伦·怀斯说到：“TOI-561 b是我们所发现过的最古老的岩石行星之一。它的存在显示，几乎从宇宙 140 亿年前诞生以来，就开始形成岩石行星。”

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行星资讯

三个行星命名为 TOI-561 b、TOI-561 c及TOI-561 d，是由美国太空总署（NASA）寻找行星用的太空望远镜“凌日系外行星巡天卫星”（Transiting Exoplanet Survey Satellite，TESS）所辨识出来的。TESS 分区域注视著整个天空，寻找遥远恒星发出的光中，周期性的亮度下降。这些是所谓的“凌日”（transit），也就是当一颗行星通过我们与其恒星之间时。从这个资料以及后续的观察，天文学家能够决定这三颗太阳系外行星的轨道周期以及大小。

最外侧的 TOI-561 d 大约是地球大小的 2.3 倍，轨道周期为 16.3 天。TOI-561 c 为地球大小的 2.9 倍，轨道周期为 10.8 天。而 TOI-561 b 是地球大小的 1.45 倍，其轨道周期只有约 10.5 小时。

该研究团队也进行了径向速度（radial velocity）的量测。当行星绕著恒星旋转时，恒星不会静止不动。每个系外行星都会对恒星施加自己的引力，结果会形成一小段有点复杂的舞蹈，当该星球向我们移动或远离我们时，会压缩及伸展恒星的光线。

若是我们知道恒星的质量，我们可以观察该恒星随著系外行星的引力而移动了多少，借此计算系外行星的质量。从这个理论，研究人员算出了 TOI-561 b 大约是地球质量的 3 倍。但是其密度大约跟地球的密度差不多，约 5 g/cm3。

加利福尼亚大学河滨分校（University of California, Riverside）的行星天体物理学家史蒂芬·凯恩副教授（Stephen Kane）说到：“这很令人吃惊，因为你本来会预期密度更高。因此，这与这颗行星非常古老的观念是一致的。”

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行星生成模型

这是因为宇宙中较重的元素，也就是比铁更重的金属，是在恒星的内部所锻造、在巨大恒星的生命末期所形成的超新星（supernovae）中所锻造，以及在巨大的死恒星的碰撞间所锻造。只有在恒星死后，并将这些元素散播到太空之中后，它们才能被其他物体所吸收。

所以，宇宙中最古老的恒星很缺乏金属。比方说，TOI-561 的金属性就低。而任何在宇宙早期形成的行星也应该具有低金属性。

过去的研究认为在岩石行星的生成上具有较低的金属性极限，因为较重的元素比较不可能借由恒星辐射而蒸发，因此晶粒能够在星周盘（circumstellar disc）中存活得够久，以聚在一起并形成行星。因此，找到像是 TOI-561 b 的行星能够帮助我们限制这些模型，并且进一步可以帮助我们定位更古老的岩石系外行星。

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外星生命新线索

凯恩副教授表示：“虽然这颗特定的行星今日比较不可能适合居住，但是它可能是个预告，在我们银河系的最古老恒星周围还有许多等待被发现的岩石行星。”

而这可以帮助我们寻找适合居住的世界。地球的年纪约为 45 亿年，而最早的生命迹象被认为出现于约 35 亿年前，然而脊椎动物一直到大约 5 亿年前上下才出现于化石纪录上。我们所知的复杂生命需要时间来出现。所以如果我们想要找到比起古细菌（archaea）或微生物更复杂的生命，科学家们认为存活很久且相对稳定的行星是最有可能可以居住的。

因此，虽然 TOI-561 b 不会是一个值得拜访的好地方，但是它构成了另一个线索，在我们狂热寻找宇宙中某处的生命时帮助我们。

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