宜居行星|意外！居然还有星球比地球更适合居住？一起来了解超宜居星球吧_海洋行星|地球质量|天文|科学

简介：一直以来，我们都在寻找跟地球类似的适合生命生存的星球。然而，也许有这样一类星球更适合生命的生存，在这样的星球上，不仅能诞生生命，更能让生命长久持续地生存。

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太阳系概念效果图，来源：美国宇航局
发现地球以外存在的生命是一个非凡的发现。也许它可能是历史上最重要的时刻之一。我们有许多种方法可以发现外星生命。非营利性研究机构SETI(Search for Extraterrestrial Intelligence的简称)就正在进行这项工作。天体物理学家们也在用望远镜寻找可能存在生命的行星。问题是，由于我们倾向于关注类似地球的行星，搜索工作可能会受到阻碍。这是否会是个错误的方法？

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什么是决定一颗行星是否适合居住的第一要素？

【宜居行星|意外！居然还有星球比地球更适合居住？一起来了解超宜居星球吧】决定一颗行星是否适合居住的因素有很多。总的来说，这些因素包括密度、温度、成分、化学构成，以及行星是否处于科学家所说的可居住区。这意味着该系外行星围绕其恒星运行的距离不会太近或太远，这一状态就为液态水在行星表面流动留下了极大的可能性。

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可居住区的艺术渲染图来源：美国国家航空航天局（NASA）。
所有这些因素都决定了新发现的系外行星是否会被认为是类似地球或适合居住。然而，在最近的一项研究中，一组天文学家的研究表明我们是否应该关注那些不一定像地球，但更有利于不同种类生命的行星（甚至是月球）。这些行星可能不仅被认为是宜居的，而且是超级宜居的，甚至比地球本身更适合居住。

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二．什么是超级宜居星球？
简而言之，超级宜居星球条件不仅更适合生命的出现，而且更适合生命长期发展的星球。为了确定一颗超级宜居星球，我们还必须超越任何地缘或人类中心的视角，通过生物中心的视角来观察它。
超级宜居星球有以下几个特征：

-超宜居系外行星将围绕K型恒星运行。这些恒星被定义为质量小于太阳的主序星，但更具有长期稳定性。例如，像太阳这样的恒星通常能保持稳定约100亿年。然后它们开始耗尽燃料，膨胀成红巨星，最终成为白矮星。而K型恒星，则可以 "存活 "180亿至340亿年。这是相当大的差别，不仅是年龄上的差别，还有辐射输出上的差别。最终，任何围绕这些恒星之一的宜居行星都会有更多的时间供生命发展，生长和进化。
一颗超宜居系外行星的质量可能约为1.5-1.6个地球质量。这种较大的体积可以让它拥有比地球更复杂的地形，以及更大面积的地表水。这也增加了这颗行星拥有板块构造、活跃的地核、稳定的地幔的几率。而且，因为拥有较强的引力，它将拥有更密集的大气层。重要的是，这颗行星必须能够保留大量的行星形成后遗留的气体。否则，它可能没有液态与合适的氧气含量，也不会因缺乏温室气体而使表面温度过低。大气层还能保护星球表面免受恶劣的辐射，当然还有空间碎片。

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系外行星的概念艺术图，来源：瑞卡得，瑞米滋（美国宇航局）

如果该星球在其形成过程中以及在随后的岁月中积累了足够的水（例如，冰冷的小行星和彗星撞入该星球并沉积了水），那么海洋深度也必须考虑在内。任何在地表下形成的生物都需要能量来源，它可能是来自地表的光和热，又或者来自海底火山的喷发能量。然而，一般来说，海洋越深，它们获得的能量越少。此外，研究表明，温暖、湿润的环境，例如雨林，往往更有利于生命的生长。
超适宜居住的行星有一个适当的年龄范围。有机物要转化为复杂的生物体，以及这些复杂的多细胞生物体要进化为智慧物种，需要数十亿年的时间。地球目前的年龄是46亿年。第一批生命体可能出现在35亿年前。一个超宜居星球的理想年龄范围被认为是大约在50亿到80亿年之间。这颗行星将有时间经历灾难，如小行星撞击、冰河世纪以及其他决定性事件，并有时间进行生命进化。不过这颗行星的年龄不能太大，因为年龄较大的行星更有可能拥有较弱的内部热源和较弱的磁层。

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三．我们如何发现超宜居星球？
2020年.天文学家在已知的4000多颗系外行星中，建立了一份他们认为可以被视为超级宜居候选行星的短名单。通过观察这些行星在宜居区是否有地行星的行星系统，并围绕K型主序星运行的行星系统来具体确定。其中一些行星的质量是地球的1.5倍，估计年龄在50亿至80亿年之间，温度相近。

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图解：第一个验证过的地球大小的宜居星球来源:美国宇航局 NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech
只有一个候选星（KOI 5715.01）几乎符合所有标准。唯一的问题是，模型预测它的温度可能比地球低，这无疑会成为生命进化的障碍。此外，所有被发现的行星都在地球100光年之外。这使得利用NASA的TESS卫星探测器执行对它们进行深入探测研究更加困难。不过，有的行星在700光年范围内，用天体术语来说，基本上就是跳一跳的距离。

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"随着下一个太空望远镜的出现，我们将获得更多的信息，所以选择一些目标是很重要的， " 华盛顿州立大学和柏林工业大学的教授舒尔茨·马库奇说。 "我们必须专注于某些行星，这些行星是存在复杂生命的最有希望的条件。但我们必须小心，不要陷入寻找第二个地球的困境，因为一些星球可能比我们的星球更适合生命。 "

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有一点需要注意，也是很重要的一点，那就是，称一个星球为超级宜居星球，并不意味着它不能是一片荒芜的废土，完全没有生命所需的一切成分。我们唯一的参考点是地球的生物多样性。我们已经看到，生命可以在十分艰苦的地方找到出路，从最高的山峰到海底的热液喷口。然而，我们既没有完整的图片，也没有所有的参数来确定一个星球究竟需要什么来开始生命。

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我们可能会发现，一旦我们仔细观察，我们已经编入目录的许多系外行星都有资格成为超级宜居行星又或者它们都没有资格。天文学家们最终会在距离地球几光年的范围内找到一些星球，这使得这项研究对于寻找真正的宜居行星非常重要。
作者: Jaime Trosper
FY:秋白
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