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“宜居星球”“超级地球”到底是什么?

说白了,宜居行星(habitable planets)只不过一个理论温度上的限制,这个限制条件由两个因素决定:恒星的辐射能量和行星距离恒星的距离——恒星温度越高,行星距离恒星越近,温度就越高;反之则越低,所以不同类型的恒星,匹配的“宜居行星带”位置和范围是不一样的。

“宜居星球”“超级地球”到底是什么?FGKM型主序星的宜居带范围

而“超级地球”也不过只是一个大小或者说质量上的限制——大小/质量是否和地球相当。

以前我们强调这些大小和温度参数,强调“宜居行星”“超级地球”,是因为大个头的“热木星”更容易被发现,而早先满足这些条件的小个头行星则稀有得多。

但坦白讲,随着观测能力的提升,这样的行星必将会越来越多。但在我们可以看到的不久的将来,满足这些条件的系外行星将多得得数不过来。当“宜居行星”和“超级地球”逐渐失去它们的“光环”和背后所赋予的过于美好的想象之后,或许到了我们必须重新思考的时候:

说起系外宜居星球,我们到底在寻找什么?

毕竟,撇去“宜居行星”“超级地球”这样的用语所带来的的“暗示”,事实上所谓的“宜居行星”离我们日常通过字面理解/想象出的“适宜生命居住的星球”这种意思是在差了太远。

其实,宜居行星(habitable planets)还有一个私以为更恰当的名字,叫做金凤花行星(Goldilocks planets),从某种程度上来说,这个词可能比“宜居行星”会少一点误解。

金凤花行星得名于19世纪的英国童话故事《金凤花和三只熊》,这个故事中国孩子可能也听过,讲的是一个叫做金凤花的小女孩在森林里进了熊爸爸、熊妈妈和小熊的家里,感受了不同硬度的椅子和床,品尝了不同烫度的粥,从中找到了她觉得“刚刚好”的那种——所谓“宜居行星”,也只是在某种限定要求之下的那些“刚刚好”的行星罢了。

“宜居星球”“超级地球”到底是什么?

至于这种“刚刚好”是不是对生命刚刚好,这不一定。所谓满足“宜居行星”标准的,顶多只能说是我们理解中的适宜生命居住的一个前提条件而已。

甚至,我们都不知道这仅有的一点必要条件算不算必要的。毕竟,我们也不知道:生命真的需要水么?生命真的必须是碳基的么?一颗行星/卫星表面or次表面的热量一定要通过恒星的辐射来提供么?如果不一定的话,那么通过恒星温度和距离计算的行星表面温度,就和行星上生命的诞生完全没有充分或者必要关系了。

总之,别激动。在不久的将来,“宜居行星”“超级地球”简直不要太多,但这类行星上能否真的孕育生命还很难讲,反过来说,不在“宜居带”范畴内的星球上,也未必就一定不能孕育生命。

哪怕在我们的太阳系内,我们不也已经在逐渐把更多寻觅生命的热忱从位于宜居带中的火星转移到了压根不在宜居带的木星和土星的卫星上了么——剧烈的潮汐加热作用,冰下的液态海洋,海底的水热活动,喷泉中的有机物……想象一下,一个深海热泉口附近孕育的生命天堂它不香么?

“宜居星球”“超级地球”到底是什么?

土卫二的水热活动

嗨,谁说离了太阳就不行呢?

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