意外！居然還有星球比地球更適合居??？一起來了解超宜居星球吧
簡介：一直以來，我們都在尋找跟地球類似的適合生命生存的星球。然而，也許有這樣一類星球更適合生命的生存，在這樣的星球上，不僅能誕生生命，更能讓生命長久持續(xù)地生存。
太陽系概念效果圖，來源：美國宇航局
發(fā)現(xiàn)地球以外存在的生命是一個非凡的發(fā)現(xiàn)。也許它可能是歷史上最重要的時刻之一。我們有許多種方法可以發(fā)現(xiàn)外星生命。非營利性研究機構(gòu)SETI(Search for Extraterrestrial Intelligence的簡稱)就正在進(jìn)行這項工作。天體物理學(xué)家們也在用望遠(yuǎn)鏡尋找可能存在生命的行星。問題是，由于我們傾向于關(guān)注類似地球的行星，搜索工作可能會受到阻礙。這是否會是個錯誤的方法？
什么是決定一顆行星是否適合居住的第一要素？
決定一顆行星是否適合居住的因素有很多?？偟膩碚f，這些因素包括密度、溫度、成分、化學(xué)構(gòu)成，以及行星是否處于科學(xué)家所說的可居住區(qū)。這意味著該系外行星圍繞其恒星運行的距離不會太近或太遠(yuǎn)，這一狀態(tài)就為液態(tài)水在行星表面流動留下了極大的可能性。
可居住區(qū)的藝術(shù)渲染圖 來源：美國國家航空航天局（NASA）。
所有這些因素都決定了新發(fā)現(xiàn)的系外行星是否會被認(rèn)為是類似地球或適合居住。然而，在最近的一項研究中，一組天文學(xué)家的研究表明我們是否應(yīng)該關(guān)注那些不一定像地球，但更有利于不同種類生命的行星（甚至是月球）。這些行星可能不僅被認(rèn)為是宜居的，而且是超級宜居的，甚至比地球本身更適合居住。
二． 什么是超級宜居星球？
簡而言之，超級宜居星球條件不僅更適合生命的出現(xiàn)，而且更適合生命長期發(fā)展的星球。為了確定一顆超級宜居星球，我們還必須超越任何地緣或人類中心的視角，通過生物中心的視角來觀察它。
超級宜居星球有以下幾個特征：
-超宜居系外行星將圍繞K型恒星運行。這些恒星被定義為質(zhì)量小于太陽的主序星，但更具有長期穩(wěn)定性。例如，像太陽這樣的恒星通常能保持穩(wěn)定約100億年。然后它們開始耗盡燃料，膨脹成紅巨星，最終成為白矮星。而K型恒星，則可以 "存活 "180億至340億年。這是相當(dāng)大的差別，不僅是年齡上的差別，還有輻射輸出上的差別。最終，任何圍繞這些恒星之一的宜居行星都會有更多的時間供生命發(fā)展，生長和進(jìn)化。
一顆超宜居系外行星的質(zhì)量可能約為1.5-1.6個地球質(zhì)量。這種較大的體積可以讓它擁有比地球更復(fù)雜的地形，以及更大面積的地表水。這也增加了這顆行星擁有板塊構(gòu)造、活躍的地核、穩(wěn)定的地幔的幾率。而且，因為擁有較強的引力，它將擁有更密集的大氣層。重要的是，這顆行星必須能夠保留大量的行星形成后遺留的氣體。否則，它可能沒有液態(tài)與合適的氧氣含量，也不會因缺乏溫室氣體而使表面溫度過低。大氣層還能保護(hù)星球表面免受惡劣的輻射，當(dāng)然還有空間碎片。
系外行星的概念藝術(shù)圖，來源：瑞卡得，瑞米滋（美國宇航局）
如果該星球在其形成過程中以及在隨后的歲月中積累了足夠的水（例如，冰冷的小行星和彗星撞入該星球并沉積了水），那么海洋深度也必須考慮在內(nèi)。任何在地表下形成的生物都需要能量來源，它可能是來自地表的光和熱，又或者來自海底火山的噴發(fā)能量。然而，一般來說，海洋越深，它們獲得的能量越少。此外，研究表明，溫暖、濕潤的環(huán)境，例如雨林，往往更有利于生命的生長。
超適宜居住的行星有一個適當(dāng)?shù)哪挲g范圍。有機物要轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的生物體，以及這些復(fù)雜的多細(xì)胞生物體要進(jìn)化為智慧物種，需要數(shù)十億年的時間。地球目前的年齡是46億年。第一批生命體可能出現(xiàn)在35億年前。一個超宜居星球的理想年齡范圍被認(rèn)為是大約在50億到80億年之間。這顆行星將有時間經(jīng)歷災(zāi)難，如小行星撞擊、冰河世紀(jì)以及其他決定性事件，并有時間進(jìn)行生命進(jìn)化。不過這顆行星的年齡不能太大，因為年齡較大的行星更有可能擁有較弱的內(nèi)部熱源和較弱的磁層。
三．我們?nèi)绾伟l(fā)現(xiàn)超宜居星球？
2020年.天文學(xué)家在已知的4000多顆系外行星中，建立了一份他們認(rèn)為可以被視為超級宜居候選行星的短名單。通過觀察這些行星在宜居區(qū)是否有地行星的行星系統(tǒng)，并圍繞K型主序星運行的行星系統(tǒng)來具體確定。其中一些行星的質(zhì)量是地球的1.5倍，估計年齡在50億至80億年之間，溫度相近。
圖解：第一個驗證過的地球大小的宜居星球 來源:美國宇航局 ?NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech
只有一個候選星（KOI 5715.01）幾乎符合所有標(biāo)準(zhǔn)。唯一的問題是，模型預(yù)測它的溫度可能比地球低，這無疑會成為生命進(jìn)化的障礙。此外，所有被發(fā)現(xiàn)的行星都在地球100光年之外。這使得利用NASA的TESS衛(wèi)星探測器執(zhí)行對它們進(jìn)行深入探測研究更加困難。不過，有的行星在700光年范圍內(nèi)，用天體術(shù)語來說，基本上就是跳一跳的距離。
"隨著下一個太空望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn)，我們將獲得更多的信息，所以選擇一些目標(biāo)是很重要的，" 華盛頓州立大學(xué)和柏林工業(yè)大學(xué)的教授舒爾茨·馬庫奇說。"我們必須專注于某些行星，這些行星是存在復(fù)雜生命的最有希望的條件。但我們必須小心，不要陷入尋找第二個地球的困境，因為一些星球可能比我們的星球更適合生命。"
有一點需要注意，也是很重要的一點，那就是，稱一個星球為超級宜居星球，并不意味著它不能是一片荒蕪的廢土，完全沒有生命所需的一切成分。我們唯一的參考點是地球的生物多樣性。我們已經(jīng)看到，生命可以在十分艱苦的地方找到出路，從最高的山峰到海底的熱液噴口。然而，我們既沒有完整的圖片，也沒有所有的參數(shù)來確定一個星球究竟需要什么來開始生命。
我們可能會發(fā)現(xiàn)，一旦我們仔細(xì)觀察，我們已經(jīng)編入目錄的許多系外行星都有資格成為超級宜居行星又或者它們都沒有資格。天文學(xué)家們最終會在距離地球幾光年的范圍內(nèi)找到一些星球，這使得這項研究對于尋找真正的宜居行星非常重要。
作者:?Jaime Trosper
FY:秋白
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