技术:什么样的星球才宜居？关于系外行星宜居性探讨

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新浪科技报北京时间8月18日，据英国广播企业( bbc )网站报道，什么样的行星适合居住？ 我们首先想到的当然是水，液态水。 以液体状态存在的水体是地球上生命生存的基础。

出乎意料的是，肯定有人质疑生命可能在其他环境条件下也出现，甚至在完全没有水参与的情况下也可能出现。 这种看法可能不能完全排除，但看看我们周围吧。 生命在地球上繁荣，但太阳系中没有其他液体的行星没有生命存在的线索。

基于这个事实，让我们来看看我们太阳周围的“居住带”的经典定义等恒星。 也就是说，行星绕恒星运行的轨道距离适中，是水体以液体形式存在的距离范围。

天体物理学家们擅长计算恒星的温度，根据行星与其恒星之间的距离，可以非常简单地计算行星的所谓“平衡温度”。 但是，只考虑距离得到的温度值，因为影响某行星实际温度的因素很多，所以容易产生偏差。

温室气体

如果这个行星上笼罩着云会怎么样？ 云强烈反射太阳，冷却行星，所以使古典居住带定义的内侧边界向接近恒星的方向推移。 有兴趣的是，如果计算地球的“平衡温度”，考虑地球上的云复盖量，地球实际上在古典居住带的范围之外。同样，用同样的方法计算的金星的地表温度在-10左右，金星地表的实际温度是450

发生什么事了？

无论是地球还是金星，这两个行星的大气中都突然含有温室气体，这些气体产生的温室效应在一定程度上提高了行星地表附近的温度，使古典居住带的外侧边界向远离恒星的方向推移。 考虑到这种云量和温室效应的居住带的计算方法与古典的居住带的定义方法相比有所改善。

但是，这种更正确的做法现在不适用于遥远的系外行星。 因为距离太远，所以不知道哪个系外行星上存在云和温室气体。 另外，我也不知道这些行星是否有大气层。 因为至少在现在阶段，无法断言某个系外行星是否符合这个“适合居住”的定义。

什么是太阳系外行星？

太阳系外行星是太阳系外的行星，也就是围绕太阳以外的恒星运转的行星。 最初发现的系外行星是1992年，在脉冲明星周围运行。 脉冲星是发出强电磁辐射的中子星。

几年后，发现了飞马座51b，这颗系外行星围绕着与太阳相似的恒星旋转。 根据各种相关技术，迄今为止人类发现了1000多个系外行星，还有数千个“伪”目标等待后续确认。 这些系外行星大多是与木星和海王星具有相似体积的类型，其中大部分在非常接近恒星的轨道上运行。 这样的结果引起了关于太阳系形成和进化的新观点的提出。

除此之外，还必须考虑行星围绕的恒星种类:质量越大，温度越高的恒星其周围的居住范围就越远离恒星本身。 相反，质量小、温度低的恒星，其周围居住带的位置离恒星很近。 实际上，无论哪个温度低、质量非常小的红矮星，环绕它们的行星一年的长度都相当于地球上的几天，同时这些行星能够接收的恒星的光热也非常有限。

太阳耀斑

但是，围绕红矮星的行星面临着另一个棘手的问题。 它在红矮星上产生强耀斑的频率比太阳这样的恒星高得多，这样剧烈的爆炸释放出大量的高能粒子流和x射线。 考虑到这些行星非常接近红矮星的轨道，很可能会导致大气丧失等严重后果。 强辐射对生物体造成不可逆的严重损害，x射线引起水分子的分解，导致行星地表水体的消失。 很明显这样的地方可能不是生命生存的合适地方。

那么，也许哪个温度比高恒星周围更好的选择。 因此，围绕恒星的居民带离恒星更远。

但是，情况并不那么简单。 在这里，我们将面临质量大的恒星是真正的“燃料黑洞”的不同问题。 确实，可以“燃烧”大量的燃料，但与此同时，质量大的恒星比质量小的恒星寿命短得多，所以消耗“燃料”的速度也要快得多。

例如，宇宙中质量最大的恒星的寿命只有几百万年，我们太阳的寿命是100亿年的数量级。

根据地球上生命起源的事实推测，质量大的恒星考虑到这么短的寿命，其周围的行星即使是最简单的生命形式也没有时间。

那么，回到另一边，回顾一下哪个低温、小品质的红矮星。 他们的寿命可以超过1000亿年。 这远远超过了宇宙迄今为止的年龄。

但是，如果围绕红矮星的系外行星能承受这样的“狂暴轰炸”，成功地保持自己的大气层，经过这么长的时间，生命可能会进化，慢慢找到应对这样频繁爆炸的方法。

温度变化

但是，围绕红矮星的行星还有一个问题。 这个问题是关于恒星生命周期内的光度变化。 红矮星这一小质量恒星在其一生中，其光度将出现非常剧烈的变化。

以我们的太阳为例，在太阳的整个生命周期中，光度的变化幅度约为30%左右。 但是，相比之下，一个红矮星的光度变化幅度高达10倍左右！ 因此，围绕红矮星的系外行星在不同的时代有可能应对极端的高温和极端的寒冷，温度的长时间变化会变得极端。

有被称为“孤独的地球”( rare-earth )的理论。 这个理论有一定的道理，其核心观点是地球在一些随机的历史事件中非常独特，具备其他行星没有的条件，因此成为生命繁殖的乐园。 这种证据有很多，比如木星的存在。 强大的木星重力可能有助于在太阳系早期的历史上封锁地球，大量驱逐本应撞击地球的小天体和彗星。 也

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全部以上述为线索。

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