地球也許是宇宙中最美好的行星，無論我們?nèi)ツ睦?，永遠(yuǎn)都找不到比地球更適合地球生命的行星。當(dāng)然，那是因?yàn)槲覀兒退衅渌厍蛏际窃谶@種環(huán)境下進(jìn)化的。進(jìn)化使我們適應(yīng)了這個星球，我們不太可能找到另一個對我們有好處的星球。

然而，它是最好的星球嗎？宇宙中是否有可能有更多生命多樣性的條件？在地球上有生命這一事實(shí)是非常令人驚訝的，地球位于主序恒星的宜居區(qū)，它不會產(chǎn)生太多致命的太陽耀斑。

地球有一個厚厚的大氣層，充滿了氧氣和氮?dú)猓覀兛梢院粑?。這顆行星足夠大，地球核心仍然是熔化的，有一個旋轉(zhuǎn)的鐵球維持著行星磁場。這一點(diǎn)，再加上厚厚的大氣層，保護(hù)了地球表面免受宇宙射線、來自太陽的最糟糕的紫外線輻射和致命的太陽風(fēng)暴的傷害。地球有板塊構(gòu)造，不斷回收地球表面的物質(zhì)，從內(nèi)部帶出新鮮的化學(xué)物質(zhì)。同時有一個相對較大的衛(wèi)星，這可能使地球在軸向傾斜方面更加穩(wěn)定，潮汐幫助早期的生命形式從海洋過渡到陸地。

地球有巨大的海洋，幫助調(diào)節(jié)地球的氣候，將溫暖的海水轉(zhuǎn)移到較冷的地區(qū)，使它們更加多樣化和宜居。這份清單還在繼續(xù)，我相信還有一些我們甚至還沒有發(fā)現(xiàn)的因素。當(dāng)涉及到地球時，生命已經(jīng)繁榮昌盛，找到了進(jìn)入每一個可能的生態(tài)位方式，通過進(jìn)化來適應(yīng)自身，以應(yīng)對嚴(yán)寒，酷熱，海洋底部的巨大壓力，甚至是城市，生活在人類旁邊。但地球能變得更好嗎？會不會有超級宜居的行星？如果說天文學(xué)領(lǐng)域教會了我們什么的話，那就是地球并不特別。地球不是太陽系的中心，這不是宇宙中特別的地方或時間。

這可能意味著地球不是生命最好的地方，這是人類最好的地方，但不是生活的最好地方。根據(jù)賓夕法尼亞州立大學(xué)天體生物學(xué)家拉維·庫馬爾·科帕拉普(Ravi Kumar Kopparapu)和其他人根據(jù)現(xiàn)代氣候數(shù)據(jù)，計(jì)算出恒星宜居帶的邊緣真正應(yīng)該在哪里。他們計(jì)算出類太陽恒星周圍的宜居區(qū)應(yīng)該是地球到太陽距離的0.99到1.7倍。這意味著地球?qū)嶋H上就在太陽宜居帶的內(nèi)緣，只是勉強(qiáng)而已。如果它再靠近太陽，就會經(jīng)歷失控的溫室效應(yīng)，就像金星一樣。你可能想靠近宜居區(qū)的中間，那里的軌道變化不會把地球推向極端。

地球相對年輕，考慮到地球現(xiàn)在只存在了45億年，并且僅僅在后幾億年中才進(jìn)化出多細(xì)胞生命。太陽正在升溫，由于地球如此接近，我們實(shí)際上只有幾億年的時間，最多10億年，在溫度上升和海洋蒸發(fā)之前。但是，如果生命可以再經(jīng)歷數(shù)十億年的進(jìn)化來創(chuàng)造出新的、更多樣化的生命形式，會發(fā)生什么呢？你可能認(rèn)為鴨嘴獸是不尋常的，想象一下再經(jīng)過20億年的進(jìn)化你會是什么樣？勒內(nèi)·海勒和約翰·阿姆斯特朗研究了可能成為最適合居住的行星條件。他們提出，質(zhì)量小于太陽的恒星，被歸類為K星，可能是多樣性的最佳候選者，因?yàn)樗鼈儔勖L，相對穩(wěn)定。

如果沒有那些討厭的紅矮星巨型耀斑，一顆K型恒星的壽命將達(dá)到200-700億年。你會想要恒星系統(tǒng)中的其他行星，能夠用它們的重力改變小行星和彗星的方向，以提供生命所需的水和其他化學(xué)物質(zhì)。理想情況下，你希望在同一個系統(tǒng)中有多個可居住的行星，能夠來回發(fā)送生命，這一過程被稱為panspermia。讓宜居行星成為氣態(tài)巨星的衛(wèi)星，以獲得強(qiáng)大的潮汐力量，保持新鮮的火山物質(zhì)噴發(fā)到地表。更好的可能是，有一個雙星行星，在那里兩個世界相互環(huán)繞，傳遞潮汐力量，并來回交換生命形式。

如果讓地球變得更大，會得到更多的表面積讓水循環(huán)溫度(在一秒鐘內(nèi)會有更多的表面積)，但也會有更多的表面積讓生命形式利用不同生態(tài)位。談?wù)摰氖且粋€更大，更大的行星，一旦得到地球質(zhì)量的兩倍，板塊構(gòu)造就開始關(guān)閉，所以盡量保持在這個量以下。你可能還想要一個足夠大和足夠熱的內(nèi)部世界，以便鐵合金在其核心中運(yùn)動，以維持一個行星范圍的磁氣圈。你可能擔(dān)心表面重力，但一個質(zhì)量是地球兩倍的行星只需要大約40%就可以擁有大約相同的表面重力。

現(xiàn)在在巴塞羅那舉行的一次會議上，來自芝加哥大學(xué)的Stephanie Olson博士介紹了他們在尋找最可能支持系外行星生命環(huán)境方面所做的研究。他們使用了來自NASA的一種工具，稱為Rocke-3-D大氣環(huán)流模型，這是一個真正令人驚嘆的工具，可以免費(fèi)向公眾提供。你也可以去使用，然后看看不同世界的情況，從遠(yuǎn)古的金星到環(huán)繞比鄰星運(yùn)行的行星。你可以模擬他們的氣溫，降雨量，土壤濃度等等。比如一些例子：前工業(yè)化時代的地球，氣溫范圍從赤道附近35攝氏度到兩極的零下60攝氏度。

你可以用古老的金星取代地球，就像29億年前太陽比今天暗20%時的樣子。然而，它仍然每243天自轉(zhuǎn)一次，可能有一個淺海，其低地達(dá)到310米的深度。這是一顆圍繞紅矮星Proxima Centauri運(yùn)行的行星，因?yàn)樗能壍离x它的恒星如此之近，所以這顆行星可能被潮汐鎖住了。這對空氣溫度有一個戲劇性的影響，一邊面對星星，一邊面對著星星。但是如果行星確實(shí)有共振自轉(zhuǎn)，每2個軌道繞其軸旋轉(zhuǎn)3次，如果它的大氣層與地球的氮和氧大氣層大致匹配，那么最終會得到一個看起來更適合的生命在上面。

博科園｜文：Fraser Cain/Universe Today

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