兩顆系外行星轉軸傾角與地球一樣穩定，可能擁有氣候與季節
2018 年 07 月 03 日
來自美國喬治亞理工學院團隊的行星自旋動力學研究表明，在 1,500 光年內，有兩顆系外行星 Kepler-62f 、 Kepler-186f 的轉軸傾角和地球一樣穩定，可能擁有氣候與季節變化，增加有利生物存活的條件。
克卜勒-186f （ Kepler-186f ）是天文學家第一顆確定為地球大小的系外行星，距離地球約 492 光年，圍繞著天鵝座紅矮星克卜勒-186 （ 5 行星系統），位於適居帶邊緣，大概類似太陽系火星的位置。其半徑只比地球大不到 10%，但質量、成分與密度都還是個謎。根據美國太空總署（ NASA ）說法，當你在正午時刻站在克卜勒-186f 地表時，其陽光亮度和地球上的日落差不多。
▲ 克卜勒-186f 。（ Source ：NASA）
克卜勒-62f （ Kepler-62f ）則是一顆環繞天琴座恆星克卜勒-62 （ 5 行星系統）的超級地球，比地球大了 40%，距離地球約 1,200 光年，是 5 行星系統中最外圍的行星。
現在來自喬治亞理工學院的團隊透過行星自旋動力學進行模擬分析，發表新研究指出，這兩顆系外行星的轉軸傾角都與地球一樣非常穩定，代表它們可能也擁有規律的季節變化、形成長期氣候變遷。
轉軸傾角是行星自轉軸相對於軌道平面和垂直子軌道面的傾斜角度，也稱為傾角（ obliquity ）或軸交角（ axial inclination ）會影響太陽光照射到行星地表的程度。在太陽系中，地球軌道平面就是黃道面，所以地球的轉軸傾角也稱為黃赤交角；目前，地球的轉軸傾角約 23.44°，是造成地球出現季節變化的主要原因，作為比較，天王星的轉軸傾角為 97°，幾乎與其軌道平行，因此並沒有季節之分。
而穩定的轉軸傾角有多重要？喬治亞理工學院天文學家 Gongjie Li 舉例，火星的軸軸傾角變化大，從 0°～60°不等，很可能就是火星從數十億年前水汪汪風景轉變為今日荒蕪沙漠的關鍵（地表水蒸發），不像地球，轉軸傾角始終溫和地在 22.1°～24.5° 之間擺盪，週期約 1 萬年左右。
▲ 地球、天王星和金星的轉軸傾角。（ Source ： By Tfr000 (talk) 13:49, 2 April 2012 (UTC) [CC BY-SA 3.0 or GFDL], from Wikimedia Commons）
另外，地球與火星之間的引力相互作用也可能導致轉軸傾角出現巨大變化，但地球因為有月球潮汐力控制，所以不至於偏頗得太厲害。相比之下，火星就沒那麼幸運了，它沒有足夠大的衛星來穩定自身轉軸傾角振盪。
不過 Kepler-62f 和 Kepler-186f 與周遭兄弟姊妹行星的引力相互作用，又沒有火星與地球那樣強烈， Gongjie Li 說，目前不確定他們是否擁有衛星，但是計算表明，即使沒有衛星， Kepler-62f 和 Kepler-186f 的轉軸角度也將在數千萬年內保持不變。
該研究並不代表這兩顆行星上一定具有水或外星生命，只能說不排除可能性，但擁有穩定的氣候與季節這類先決條件，對生物來說可能生活環境會更舒適一點。論文已發表在《天文學》期刊。
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（首圖為克卜勒-62f ，來源：NASA）
