你知道地球为什么会有四季吗？

2025-05-30 09:54天文世界之最

我们的地球为什么会有四季？显然这与地球的轴向倾斜有关，但这种倾斜的意义并不仅仅是带给我们春夏秋冬的变化。对地球生命赖以生存的大气层而言，这种轴向倾斜是非常重要的稳定力量。因此，我们可以推测，倾斜轴角可能在促进其他行星产生生命时发挥着重要作用。近期发表在《天文期刊》（Astronomical Journal）上的论文指出，两颗具有潜在适居性的行星也具有类似地球的稳定倾斜，这使它们适合生命存在的可能性进一步提高。这两颗行星被称为开普勒-186f和开普勒-62f，分别距离地球550和990光年。开普勒-186f发现于2014年，是第一颗在太阳以外的恒星系统中发现的适居带半径与地球相近的行星。相比之下，开普勒-62f的质量是地球的2.8倍，相当于一颗大号地球。“我们已经知道，这两颗系外行星很可能由岩石组成，而且它们位于适居带中，意味着行星表面可能存在液态水，”研究第一作者、佐治亚理工学院助理教授李公洁说，“我们正在设法进一步限制这两颗行星的可居住性条件，以更好地了解它们承载生命的可能性。”

举例来说，科学家认为倾斜轴角正是火星失去浓密大气层的原因之一。尽管火星位于太阳系的适居带内，但在过去40亿年中，它从一颗温暖、湿润的行星变成了一个寒冷、干燥的红色“地狱”。火星的倾斜轴角变化范围很大从0度到60度，这种不稳定性使其无法保留住较厚的大气层。相比之下，地球的倾斜轴角只在22.1度和24.5度之间变化，并且大约每1万年才变化一次。这也是生命在我们这颗蓝色星球上存在时间如此之长的原因。研究共同作者、哈佛-史密森天体物理中心的单玉通还指出：“如果没有一个如此巨大的月球，那么地球的倾斜轴角将会更加不稳定。至少对地球而言，月球具有某种稳定效应。”科学家之所以对开普勒-62f和开普勒-186f特别感兴趣，原因是它们距离母恒星要比地球和火星与太阳的距离远得多。“同样重要的是，”单玉通说，“自转轴动态变化在多行星系统中是最丰富的，因为这种变化是由行星之间的引力相互作用引起的。开普勒-62f和开普勒-186f都位于5行星系统中，而我们对系统中的其他行星也很了解，因为它们都要经过母恒星。”“我认为令人兴奋之处在于，”开普勒-62f的发现者、华盛顿大学的天文学家埃里克阿格尔（Eric Agol）说，“这类动态研究可以与真实系统联系起来。现在我们终于有了描述这种多行星系统特征的方向。很多时候这是做理论工作的一个问题有太多参数需要考虑了，但我们并不总是清楚哪些目标是（对于适居性）最有希望的，哪些不是。”