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在史密森尼出版社的一篇新文章中 ， 詹姆斯·特雷菲尔和迈克尔·萨默斯探索了可能存在于的一系列令人眼花缭乱的系外行星上的生命形式 。 在宇宙中寻找外星生命的科学家们正在寻找所谓费米悖论的答案：人都在哪里?
我们都记得《金发姑娘和三只熊》的童话 。 我们高兴地告诉我们的后代 ， 熊爸爸的粥太热了 ， 熊妈妈的粥太冷了 ， 但是熊宝宝的粥刚刚好 。
并不令人惊讶的是当科学家们开始思考这样一个事实：地球上的海洋保持液态数十亿年 ， 就是为了生命的生存 。 地球的温度不太热也不太冷而是刚刚好 ， 人们把他们命名为第一个“刚刚好”的宜居星球 。
和所有同类型的恒星一样 ， 我们的太阳自形成以来在45亿年的时间里逐渐变亮 。 大约40亿年前 ， 当海洋最初在地球上形成时 ， 太阳的亮 度比现在暗30% ， 所以地球需要吸收更多的太阳能来防止海洋结冰 。 随着时间的推移 ， 太阳向地球倾泻了更多的能量 ， 地球大气的组成也发生了变化 ， 通过温室效应影响温度 。
尽管如此 ， 在整个地球历史上 ， 海洋似乎只比冰点高几度 。 不太冷 ， 也不太热 。 仅举一个大气变化的例子 ， 我们知道 ， 35亿年前 ， 地球上的海洋是蓝藻繁盛的栖息地 ， 很像我们所说的绿色池塘浮渣 。 那时 ， 大气中几乎没有游离氧 ， 但细菌释放氧气作为光合作用的废物(就像今天的植物一样) 。
起初 ， 这些氧气是通过化学反应除去的 ， 比如地表岩石中的铁生锈 ， 但大约在25亿年前 ， 在一些科学家所说的“大氧化事件”中 ， 氧气的含量开始增加 。 据推测 ， 许多地球上的原始居民因为无法忍受氧气而灭绝 ， 淹没在自己产生的废物中 。
然而 ， 有些生物卻逐步适应并能够利用氧气来驱动呼吸循环 ， 这让你和地球上其他所有动物都能活到今天 。
1978年 ， 当时在德克萨斯州三一大学的天体物理学家迈克尔·哈特发布了一个描述地球大气演化的计算机模型 。 在这个模型中 ， 早期太阳的微弱加热效果是受到大气中氨和甲烷产生的温室效应的帮助（这两种物质 ， 就像我们更熟悉的二氧化碳 ， CO2 ， 都是温室气体） 。
随着太阳越来越亮 ， 生物产生的氧气破坏了这些化合物 ， 降低了温室效应 ， 从而补偿了太阳增加的辐射 。 最终 ， 在二氧化碳和水蒸气驱动的温室效应下 ， 我们现在的大气层出现了 。 从本质上说 ， 地球一直在刀锋上行走 ， 一边是失控的温室 ， 另一边是冻成冰球 。
然而 ， 从我们的观点来看 ， 哈特的计算中最重要的部分是观察如果地球与太阳的距离与现在不同 ， 那么会发生什么？根据他的模型 ， 如果地球离太阳远1%或近5% ， 使海洋保持液态的微妙平衡就会消失 。 因此 ， 考虑到地球大气层的演变 ， 我们产生了这样一种想法:在恒星周围有一条带状区域 ， 在这个区域中 ， 行星表面的海洋可以在数十亿年里保持液态 。
这条带状区域被称为环绕恒星的宜居带(CHZ) ， 它已经成为推动科学家思考系外行星上生命的中心思想之一 。 和所有同类型的恒星一样 ， 我们的太阳自形成以来 ， 在45亿年的时间里变得越来越亮 。
大约40亿年前 ， 当海洋最初在地球上形成时 ， 太阳的亮度比现在暗30% ， 所以地球需要吸收更多的太阳能来防止海洋结冰 。
环恒星宜居带和宜居性
关于环恒星宜居带 ， 我们能说的第一件事是 ， 每颗恒星都会有一个环恒星宜居带 。 换句话说 ， 恒星周围总会有一条环状区域 ， 在那里能量平衡可以使行星表面的温度保持在水的冰点和沸点之间 。 对于小而昏暗的恒星来说 ， 这个宜居带又窄又近 。
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