石榴石星球是宜居星球嗎？

出品：川陀太空

川陀太空訊究竟什麼可以使一顆行星與地球類似？天文學家和地理學家合作使用斯隆巡天數據，研究系外行星宿主恆星的混合元素，並且還原他們的行星成分，結果發現開普勒407的行星富含石榴石礦，而開普勒102的行星富含橄欖石礦。

這項成果在今天位於德克薩斯州的格雷普韋恩舉行的美國天文協會會議上發表，天文學家Johanna Teske指出：我們的研究使用了新的恆星觀測技術和行星內部模型，我們想要更好的理解小型固態行星的化學組成以及結構的多樣性，它們擁有怎樣的板塊構造或者磁場。

在許多恆星的附近發現了大量地球大小的恆星，但是這些行星的體積跟地球大小相近，並不意味著它們就是類地行星。科學家發現一些地球大小的行星所繞行的恆星其化學組成與太陽不同，這些化學組成上面的差異可能為研究帶來重大的線索。

天文學家使用位於新墨西哥州的阿帕切點天文台的2.5米望遠鏡光譜儀觀測系外行星系統，這些儀器設備可以收集來自近紅外波段的光譜，通過光譜可以還原恆星的元素組成。調查目標涉及20萬顆恆星，當然這裡有一小部分是跟開普勒計劃觀測的恆星有重疊，開普勒計劃是美國宇航局發射的太空望遠鏡，用來尋找宜居星球。

Teske和他的同事發現，在太陽系的附近還有恆星開普勒102和開普勒407系統，開普勒102恆星的光度低於太陽的光度，現在已經發現了繞其運行的五顆行星。而開普勒407的質量與太陽的質量基本相同，已經發現有兩顆行星繞其運動，其中一顆行星的質量僅為地球的三分之一。

需要注意的是，這兩顆系外行星是不同的，我們認為開普勒102的行星更像太陽系的行星，而開普勒407的行星卻富含更多的硅。

為了理解開普勒407的行星為什麼擁有更多的硅，天文學家向地理學家請求幫助。亞利桑那州立大學的Cayman Unterborn使用計算機建立模型，來研究行星的形成。通過斯隆巡天望遠鏡的數據確定恆星的化學成分，並且建模來分析這些元素是如何進入到行星之中的。最終發現：開普勒407的行星富含石榴石礦，而開普勒102的行星富含橄欖石礦。

Janet與Olive的主要差異在於礦物成分上面，石榴石是一種比橄欖石更硬的礦物材料，但是它的流動卻更加緩慢。這意味著橄欖石行星更有可能具有長期的板塊結構，要滿足地質時間尺度上維持板塊構造的條件，行星必須擁有合適的化學組分。

在地球上，構造板塊是形成生命的必要條件，因為火山和海洋脊線會在地殼和地幔之間進行元素循環，這個循環會調節我們大氣層的構造。來自俄亥俄州立大學地球科學學院的科學家Wendy Panero指出：如果沒有這些地質學進程，地球上就不會存在生命的演化，確定其他行星這種地質學演化的過程，將幫助我們進一步篩選可能存在生命的行星。

研究團隊的下一步目標是擴大對這些系外行星的觀測，將進一步幫助科學家了解系外行星的化學組成和地質構造，來尋找對有可能存在生命的類地行星。我們已經非常了解地球，因此這將幫助我們進一步去尋找宜居行星，並提供支持的證據，哪顆行星會這麼幸運呢？