銀河系有1000億顆恆星,科學家估算其中可能有10萬個類地行星,如果把目光投向整個可觀測宇宙,包含2萬億個星系,類地行星的總數會是多少?
「銀河系有10萬個地球」的說法,源於對類地行星的科學估算,類地行星指岩石行星,位於恆星的宜居帶,表面可能有液態水,適合生命存在,2023年,NASA開普勒任務數據分析表明,銀河系約有1000-4000億顆恆星,其中:每顆恆星有1-2顆行星,約20-50%為岩石行星,約10-20%的岩石行星位於宜居帶。
哈佛大學天文學家弗朗索瓦·弗雷辛2013年估算,銀河系約有170億顆類地行星,2024年,詹姆斯·韋伯望遠鏡進一步修正數據,保守估計為1億顆,樂觀估計可達1000億顆。
要推算全宇宙的類地行星,首先得知道可觀測宇宙有多少星系,2016年哈勃望遠鏡深空觀測估算,可觀測宇宙包含約2萬億個星系,2024年,JWST的超深場圖像確認這一數字,誤差範圍為1.5-2.5萬億。
每個星系的規模差異巨大,如銀河系,含1000-4000億顆恆星,如小麥哲倫星雲,僅數十億顆恆星,2023年《Astrophysical Journal》估算,平均每個星系含1億顆恆星,因此全宇宙恆星總數約為2萬億×1億=2×10^20顆。
基於銀河系的數據,假設每個星系平均有1億顆恆星,且類地行星比例與銀河系類似,每顆恆星平均1-2顆行星,取1.5顆,宇宙總行星數約3×10^20,20-50%為岩石行星,取30%,約9×10^19顆,10-20%位於宜居帶,取15%,約1.35×10^19顆(1350億億顆)。
2024年,劍橋大學天文學家尼克·庫伊佩斯估算,全宇宙類地行星數量在10^18至10^20之間,保守值為10^19(1000億億),這意味着,如果銀河系有10萬個地球,全宇宙的「地球」數量是銀河系的10^14倍(100萬億倍)!
雖然數量驚人,但「類地行星」未必都有生命,德雷克方程估算智慧文明數量,考慮了宜居行星比例、生命誕生概率和文明發展概率,2023年,SETI研究所更新參數,估計銀河系可能有0.1-10個智慧文明,全宇宙則可能有10^6-10^10個智慧文明(百萬至百億)。
但生命需要更多條件,如地球的磁場和板塊運動,保護生命免受輻射和氣候劇變,液態水、碳基分子和適宜溫度,2024年《Nature Astronomy》指出,恆星宜居帶隨時間變化,類地行星可能僅1-2億年適合生命,所以真實情況可能是,宇宙中存在大量生命星球,但具備智慧文明的可能性很低。
2024年,JWST確認Kepler-452b(1400光年外)為超級地球,直徑為地球1.6倍,可能有水,我國的FAST射電望遠鏡2024年發現3顆類地行星候選,距地球50-200光年,銀河系10萬個地球中,可能只有地球有生命,概率如中彩票,最大星系IC 1101含萬億恆星,類地行星或達10億個!