[科普中国]-宜居行星

NASA：地球乃是宇宙宜居行星中的早产婴儿

不是我们根本找不到宜居行星和外星人，而是地球与人类在宇宙中出生的时间太早太早。

对正在不断演化的宇宙而言，地球早早来到了这个派对。根据一项新的理论研究，在46亿年前太阳系诞生时，宇宙中只有8%适合人类居住的行星产生。即使再过60亿年太阳寿命终结，这个诞生宜居行星的派对仍不会结束，还有92%的宜居行星目前仍未“出生”。

这一结论是基于哈勃太空望远镜与开普勒太空望远镜的长期观测，后者专注于搜寻太阳系外的行星。这项研究的作者，来自美国太空望远镜科学研究所STScI的彼得·博尔兹（Peter Behroozi）介绍说：“我们主要动机是了解地球在宇宙未来的处境。与所有在宇宙中形成的行星相比，地球其实属于早期形成的行星。”

在观测距今非常遥远的星系后，哈勃望远镜为天文学家提供了一个随星系成长，宇宙中恒星形成过程的“家庭相册”。数据表明，宇宙产生恒星的速度在100亿年前非常快，但是参与该过程的氢和氦占气体总量的比例仍然很低。今天，恒星诞生的速度比早期要慢得多，但是依然有足够的剩余气体可用，未来很长一段时间仍不断会有恒星与行星产生。

STScI的莫莉·皮尔（Molly Peeples）说：“在大爆炸结束后，银河系内外仍有足够多的物质，未来将继续‘生产’非常多的行星。”

开普勒望远镜对系外行星的搜寻结果表明：位于恒星宜居带内，表面能够存在液态水且大小和地球相仿的行星，在银河系是普遍存在的。根据这一调查，科学家们预测目前银河系内应该存在约10亿颗地球大小的行星，并且其中很多都是像地球这样由岩石组成的类地行星。而在目前我们可观测宇宙的范围内，还有一千亿个像银河系这样的星系，这样估算下来得到的数字是非常惊人的。

这也给未来在恒星宜居带产生众多地球大小的行星提供了充足的机会，而未来100万亿年宇宙中仍将拥有恒星，这样充足的时间行星表面出现什么都有可能。

研究人员称，未来像地球这样的宜居行星更可能出现在巨型星系团或矮星系里，因为它们还有足够的气体等物质形成恒星和行星系统。相比之下，我们的银河系已经用了比较多的物质来形成恒星。

对地球文明而言，在宇宙中早出生的一大优势，就是可以利用像哈勃望远镜这样强大的设备观测从大爆炸以来宇宙的演化史。而大爆炸与宇宙演化历史的观测证据，如光和其他电磁辐射，将在1万亿年后因为宇宙膨胀失控而被完全抹去。

这项研究被发表在10月20日的英国《皇家天文学会月刊》上。1

必要条件1.该行星所围绕的恒星不能太大（需考虑紫外线辐射，过大的恒星会放出大量的辐射）；

2.该行星所围绕的恒星不能太小（行星需要靠得非常近才能足够温暖，导致潮汐锁定，一面永远对着太阳一面永远黑暗）；

3.该行星所围绕的恒星必须非常稳定；

4.该行星必须在宜居带内；

5.该行星所围绕的恒星必须是单星，或者至少离其他伴星要非常远（不然行星轨道会被扰动，一会贴到太阳上，一会跑到天边）；

6.最好外层轨道上有几个大行星充当保镖（比如太阳系里的木星土星，强大的引力使小行星或者彗星撞向自己，让近日行星处于相对安全的宇宙环境）；

7.行星必须是类地岩石行星；

8行星表面重力必须和地球差不多；

9.大气层气压必须和地球差不多 ；

10.大气层成分不能太离谱 ；

11.地壳活动不能太剧烈；

12.有强力的保护伞（必须有磁场保护）

天文探索恒星系中探索2011年2月2日。美国航天局开普勒太空望远镜项目首席科学家威廉·博鲁茨基在一场新闻发布会上说，“开普勒”太空望远镜经过一年多探寻，发现1200多颗太阳系外潜在行星，其中54颗可能适宜生命生存。按博鲁茨基的说法，这些天体中，54颗处于“宜居区段”，可能适宜生命生存。根据美国航天局定义，处于“宜居区段”意味着一颗行星与母星保持适当距离，进而为它表面存在液态水提供条件。另外，“宜居区段”行星的表面温度大约介于零下17摄氏度至93摄氏度之间。

2012年12月可居住系外行星目录列出了太阳系外7颗最可能存在生命的行星。虽然并非所有的行星都被确凿的证实宜居，关于它们的环境仍然有很多需要研究之处。但该目录的确给予天体生物学家一个起始点研究地球以外的可居住行星。根据阿雷西博波多黎哥大学的研究，以下是我们已知最可能存在生命的7大行星。3

【Gliese 832 c】

研究人员表示，这可能是迄今为止发现的距离我们最近的系外行星，而且也许它拥有与我们地球上一样的温度，只是季节变化比我们更大。一个国际天文学小组称，这颗系外行星位于恒星Gliese 832的“可居带”里，即距离主星不远也不近，因此这颗行星表面可以存在液态水。Gliese 832c每36天围绕主星运行一周。然而它的主星是一颗比我们的太阳更昏暗、温度更低的红矮星，因此，尽管Gliese 832c的运行轨道距离主星更近，但是它接收到的恒星能量，大约与我们的地球一样多。

美国阿雷卡纳特波多黎哥大学行星适居性实验室负责人阿贝尔-门德兹-托雷斯说：“这些因素促使Gliese 832成为3颗最像地球的行星之一，并是最靠近地球的3颗行星之一，成为接下来要进行观测的一个主要目标。假设这颗行星具有类似的地球大气，也许它会拥有像地球一样的温度，只是季节变化更大。”然而，这颗行星的主要成分和大气等其他未知因素，将会导致这颗行星与地球存在很大不同，甚至是不可居。该科研组写道：“迄今为止Gliese 832的两颗行星就是我们的太阳系按照比例缩小的版本，它拥有一颗位于内侧的潜在的类地行星和一颗位于外侧的类似木星的巨型行星。这颗巨型行星在Gliese 832系里可能也起着类似于木星在我们的太阳系里所起的动力作用。”4

【格利泽581g】

这颗行星的发现非常具有争议性。它首次发现于2010年，但证实它身份的过程却非常曲折。波多黎哥大学却坚称它是最可能存在外星生命的行星候选者。这颗多岩石行星距离地球20光年，质量大约是地球的2至3倍。它环绕着自己的母星位于天秤座的格利泽581以30天的周期公转。图： 这张艺术家印象图显示了格利泽581g系统内的四颗行星以及它的宿主恒星。前景图里的行星是格利泽581g，它位于恒星可居住区，然而有的科学家却对格利泽581g是否真的存在表示质疑。

【格利泽667Cc】

另一颗超级地球格利泽667Cc距离地球也非常近：它位于距离地球22光年的天蝎座。该行星大小至少是地球的4.5倍，环绕自身恒星的公转周期为28天。该行星的母星GJ 667C其实是一个三星系统的一部分。该恒星是一颗M级的矮恒星，质量大约为太阳的1/3。离地球大约6.97秒差距（22.7光年）。除了三个相互有引力约束的恒星系统外，它还包括第四个光学密近成员（视星等为12），这个第四成员与上述三恒星系统没有引力约束，但用裸眼看来这四颗星就仿佛是一颗暗星，视星等为5.89。该系统有着相对较高的运行速度，每年超过1角秒。图：外星星球GJ667Cc的艺术家概念图。

【开普勒-22b】

2011年12月5日，美国航空航天局（NASA）宣布，该局通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星。它也是迄今发现的最小且表面最可能存在液态水的行星。虽然开普勒-22b体积比地球大，但它环绕的恒星在大小和温度方面都与太阳相当。开普勒-22b体积是地球的2.4倍，假设它

产生的温室气体效应与地球上的相似，那么它的地表温度大约为72华氏度（22摄氏度）。它的恒星系统距离太阳600光年，位于天鹅座。图：这张艺术家印象图显示了开普勒-22b位于恒星的可居住区。

【HD40307g】

超级地球“HD40307g”位于恒星可居住区内。它位于画架座，距离地球42光年。由于它距离地球非常近，因此未来望远镜或可能观测到它星球表面。它距离恒星5600万英里（9000万公里），大约是地球太阳距离（9300万英里，也即1.5亿千米）的一半。图：艺术家印象图显示新发现的外来行星HD40307g，它和宿主恒星以及两个其它行星组成一个六星系统。

【HD 85512b】

2011年利用位于智利的高精度径向速度行星搜索器仪（HARPS）发现了50颗行星宝藏，其中之一便是HD85512b。是绕行位于船帆座的K型主序星HD 85512（又称为格利泽370）轨道上的行星，距离地球约36光年，又称为格利泽370b（Gliese 370b）。因为HD 85512b的质量至少是地球质量的3.6倍，所以HD 85512b被认为是一颗超级地球，也是科学家直到目前为止所发现最小的行星之一，正好位于适居带的边缘。2011年8月17日发现的HD 85512b与格利泽581d被认为是适合人类居住的候选行星，研究人员希望有朝一日能够查明该行星表面是否存在水。图：艺术家印象图显示了外来行星HD85512b环绕位于船帆座南部的类似太阳的恒星HD 85512。

【格利泽163c】

这颗行星质量大约是地球的7倍，母恒星是红矮星格利泽163。母恒星与地球的距离大约是49光年或15秒差距，位于剑鱼座。格利泽163c是行星系统三颗行星的其中一颗，质量至少是地球的6.9倍，因此被分类为超级地球（2.5到10倍地球质量类地行星）它很可能是一颗非常大的多岩石恒星或者矮气体巨星。格利泽163c以26天的周期环绕自身黯淡的恒星公转。右图：超级地球格利泽163c的艺术家印象图，该行星或可能支持微生物存在。是一颗可能适合居住的太阳系外行星，

【格利泽581d】

绕行位于天秤座的红矮星格利泽581，距离地球约20.5光年。它的质量为地球质量的8倍，被认为是一颗超级地球。于2007年发现格利泽581d的科学家小组在2009年4月下旬借由新的观测结果判断该行星位于适居带当中，意味着它可能有液态水或生物存在。至少一项研究支持格利泽581d或可能存在厚厚的二氧化碳大气层。该行星环绕一颗红矮星运行，同时它还是另外一颗潜在可居住行星格利泽581g的姐妹行星。图：格利泽581d的艺术家印象图，这颗系外行星是由开普勒太空飞船发现的。3

太阳系外迄今“最像地球”的行星

北京时间2013年4月19日电 美国航天局等研究机构18日宣布，开普勒天文望远镜已观测到太阳系外迄今“最像地球”的行星，这一发现使“人类向找到一个类似家园的地方又走近了一点”。

研究人员当天在《科学》杂志上报告说，有两颗行星位于一个名为开普勒－62的行星系统的“宜居带”中，这里温度条件适宜，理论上其表面可保有液态水，甚至可能有少许大气。这也就意味着，那里可能有生命存在。

开普勒－62行星系统距地球约1200光年，位于天琴座。在该系统中，5颗行星围绕一颗恒星运行，开普勒－62e和开普勒－62f是其最外围的两颗，它们的体积分别只有地球的1．6倍和1．4倍，受到的热量辐射也只是地球的1．2倍和0．4倍，公转周期分别为122天和267天。

尽管研究人员猜测这两颗行星主要是由岩石或冰构成的固态行星，但他们也表示如今还无法断言它们是否“宜居”。只有在获得它们的相关大气频谱特性后，研究人员才能清楚它们是真的“宜居”。

参与研究的美国圣母大学天体物理学家贾丝廷·克雷普斯说：“从其半径和公转周期看，这两颗行星是迄今我们发现的最像地球的系外行星。”美国航天局科学任务委员会副主任约翰·格伦斯菲尔德则指出，这一发现使“人类向找到一个类似家园的地方又走近了一点”。

此外，另一个研究小组的天文学家还利用开普勒望远镜的观测数据发现，位于天鹅座的行星系统开普勒－69也拥有宜居带行星开普勒－69C。

开普勒－69位于天鹅座，其恒星尺寸为太阳的93%、亮度为太阳的80%，距地球约2700光年，而开普勒－69C尺寸为地球的1．7倍，公转周期为242天。天文学家在《天体物理学杂志》上报告了这一成果，并称这是迄今发现最接近太阳系的行星系统。

“宜居带”是指恒星周围特定距离范围，在这一范围内水可以以液态形式存在。类地行星一直是太空研究的热点之一，美国开普勒天文望远镜对超过15万颗恒星附近位于“宜居带”的类地行星进行了观测，迄今已发现100多颗类地行星。5

行星宜居性2012年3月30日，根据英国媒体报道，在一项调查研究中，科学家探索了红矮星周围的常见类型的行星，而红矮星被认为是宇宙中大多数恒星的真实面目。根据统计，大约有40%的红矮星周围存在位于可居住带上的行星，这意味着那儿有合适的温度，使得水呈现液态。但是，截止到2012年还没有办法了解到这些潜在的水世界中有多少是岩质行星，如果是气态行星就另当别论了，而岩质行星可谓是真正适合居住的世界。6

或存在一亿颗银河系内有一亿多个地方或可以支持复杂生命的存在。科学家们调查了1000多颗行星并使用了考虑行星密度、温度、基质（液体、固体或者气体）、化学过程、与恒星的距离以及年龄的公式。利用这些信息，他们计算并提出了生物复杂性指数（Biological Complexity Index，简称BCI)。

BCI计算表明1%-2%的行星的BCI等级高于木星的卫星木卫二，后者据称存在一个地下全球性海洋，或可能支持生命形式的存在。考虑到银河系内大约有100亿颗恒星，BCI的结果暗示了1亿颗可能的宜居行星。

尽管或可能支持复杂生命存在的行星数量非常多，银河系是如此广袤以至于具有较高BCI值的行星相距都非常遥远，科学家们这样表示。最临近也最有潜力的系外行星系统是格利泽581，它拥有两颗明显可能支持复杂生物圈的行星。地球距离格利泽581大约20光年。

“看来我们独立存在的可能性非常低，”研究人员说道。“然而那些复杂程度与我们相当的生命形式可能距离我们非常遥远，在可预见的未来与这些外星生命见面是不太可能的。”7

开普勒发现"宜居行星" 可能拥有生命体参考消息网1月20日报道美国每日科学网站在1月16日报道称，美国航天局的开普勒太空望远镜发现了一颗恒星以及围绕其旋转的三颗比地球稍大的行星。其中最外围的一颗行星的环绕轨道正处于“宜居”带上，其表面温度可能适宜液态水产生，甚至还可能拥有生命体。

这颗恒星离我们是如此之近，足以令天文学家仔细研究其行星的大气环境，以确定是否适宜生命繁衍。

由亚利桑那大学科学家伊恩·克罗斯菲尔德牵头的多国、多机构研究小组发现了这颗由三颗行星环绕的恒星。虽然开普勒太空望远镜在失去了至关重要的掌控方向的轮子后变得“一瘸一拐”，但它仍然拍下了这颗有三颗行星环绕的恒星。

这颗名叫EPIC 201367065的恒星是一颗温度较低的红色M型矮星。质量和大小约为太阳的一半。该恒星距地球约150光年，是离我们最近的10颗拥有凌日行星的恒星之一。

加利福尼亚大学伯克利分校的研究生埃里克·佩蒂古拉说，这三颗行星的体积分别是地球的2.1倍、1.7倍和1.5倍。其中最小的，也是最外侧的行星与主恒星的距离适宜，这使得它所接收的来自主恒星的光线与地球从太阳处接收的光线相似。这三颗行星从主恒星处接收的光强度分别是地球接收太阳光强度的10.5倍、3.2倍和1.4倍。

“截至目前，我们所发现的大多数行星温度都很高。这个恒星系统是离我们最近的一个拥有温和凌日行星的恒星，”佩蒂古拉说，“最外侧的行星很可能拥有类地球的多岩石地貌，而这就意味着这颗行星很可能拥有合适的温度以产生液态海洋。”8

2016年5月10日，NASA美国航空航天局官方宣布，开普勒项目最新确认了1284颗系外行星的存在，这也是有史以来发现系外行星规模最大的一次 ，其中有9颗是适合居住的。96

最新发现据美国太空新闻网站报道，近期，天文学家发现一颗类地行星存在于最邻近地球的恒星系统的宜居地带，这颗恒星是比邻星，他们认为这颗宜居行星潜在着生命形式。但它并非唯一邻近地球的宜居行星，迄今为止，现已探测到5颗潜在生命的邻近类地行星10。

然而对于最新发现的比邻星b仍需进行了大量的勘测分析，目前天文学家现已探测到这颗行星的部分特征：这颗类地岩石宜居行星距离地球4.2光年；它的最低质量是地球的1.3倍；它每隔11.2天环绕一周比邻星。

同时，天文学家还指出，比邻星b位于比邻星宜居地带，这意味着该行星在一个安全距离环绕恒星运行，这颗行星表面不太热，也不太冷。基于这样情况，天文学家表 示，比邻星b表面可能具有适宜温度，允许液态水的存在，意味着系外行星支持着某些生命形式。以下是天文学家探测到邻近地球的5颗宜居行星：

沃尔夫1061c

这颗系外行星距离地球13.8光年，位于蛇夫星座，可能是仅次于比邻星b的第二颗最邻近地球的宜居行星。沃尔夫1061c位于红矮星沃尔夫1061的宜居地 带，它完整环绕主恒星一周大约17.9天，其质量大约是地球的4.3倍。沃尔夫1061c被认为是一颗岩石行星，意味着它可能支持生命存在。

葛利斯 832c

这颗行星距离地球略远一些，但是它具备许多地球的特性，暗示着它可能支持生命存活。葛利斯 832c距离地球仅16光年，位于红矮星葛利斯 832的宜居地带，它环绕主恒星一周仅需36天。天文学家将这颗行星称为“超级地球”，因为它的质量至少是地球的5倍，实际上，它是葛利斯 832恒星周围发现的第二颗行星，另一颗行星叫做葛利斯 832b，是一颗气态巨行星，很可能无法孕育生命。

葛利斯 667Cc

这颗系外行星也被称为“超级地球”，因为它的质量至少是地球的3.9倍，它环绕红矮星葛利斯 667C运行，是距离地球22光年的三星系统的一部分，位于天蝎星座。葛利斯 667Cc位于主恒星的宜居地带，环绕恒星运行一周需要大约28天时间。

特拉比斯特-1d

这颗系外行星环绕超级冰冷的矮星特拉比斯特-1运行，距离地球大约40光年，位于宝瓶星座，同时，特拉比斯特-1d位于恒星宜居地带之中。2016年5月2日，天文学家宣称发现特拉比斯特-1系统，该行星系统中存在3颗类地行星环绕这颗矮星。

葛利斯 163c

这颗系外行星潜在宜居生命，距离地球49光年，位于剑鱼星座，葛利斯 163c的质量大约是地球的7倍，因此被称为“超级地球”。它位于葛利斯 163恒星的宜居地带，环绕恒星运行一周需要26天，它是环绕该恒星运行的两颗行星之一。