宜居带行星并不一定是宜居行星！有何差别？

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作者：科学求知者
截至2019年10月1日，人类已经确认了4118颗系外行星。在这些系外行星里，有大量的行星位于宜居带，被人们认为是孕育系外生命的最佳候选者。

可是，即便各种“超级地球“被发现的新闻不断传出，尽管各种系外行星有可能存在液态水、氧气的报告被公布，科学家们对于宜居地球这个概念却始终非常谨慎。宜居带行星和宜居行星，究竟有哪些不同呢？
宜居带行星Vs宜居行星

首先，我们要知道，所谓的位于宜居带的行星，还分不同的种类。

如上图所示，4118颗已确认的系外行星中，有3496颗不在宜居带内。其余622颗又分为三类，其中，完全位于宜居带内的系外行星只有129颗，301颗只有一部分轨道在宜居带内，其余的192颗是大部分轨道在宜居带内。

这里分析的说所有行星，我们知道，根据目前的认知，生物是无法生存在木星这种气体行星上的。而那192颗行星中，又只有24颗是岩石行星。

那么，我们身处地球之上，如何判断几十上百光年以外的系外行星是岩石星球还是气体行星呢？这就和它们的尺寸有关了。
尺寸与表面的关系

根据太阳系的情况我们就可以看出来，像木星这么大或者更大的系外行星，显然都是气体行星。当然了，这也不是完全靠经验，实际观测时通过对系外巨行星半径和质量的测量也证实了这个猜测。

这种天体的状态是比较容易判断的，比较让科学家为难的，是略小的行星，也就是比地球大一点的行星。因为，在太阳系内，比地球再大的就是海王星了，其半径约为地球的4倍。因此，半径在1-4倍地球半径之间的行星到底是类地行星还是类海王星行星，目前还不得而知。

根据现在的理论，科学家认为，1.5倍地球半径是一个临界值。比这个尺寸更大的，就是类海王星行星；如果比它小，那就是类地行星。

同时，即使确定了尺寸，也不代表其表面就一定有和地球完全一样的表面。在太阳系，就有一个活生生的例子——金星。不论是半径还是质量，金星和地球都非常相似。但是，它的表面却非常恶劣，即使把金属铅放在那里，都会“刺啦”一下融化掉。
跳出宜居带

看到这里，你可能也像天文学家一样，有点悲观了：明明那么多宜居带行星，却被砍掉一大半。难道系外生命的孕育，真的就那么难吗？

其实也不是。虽然很多宜居带行星未必是宜居行星，但是宜居行星也未必就在宜居带啊！

还是以太阳系为例，科学家已经在地球之外发现了许多有希望适合地球生物存在的星球，虽然月球和火星是位于宜居带，但还有很多星球并不在通常所说的宜居带内，比如木卫二和土卫六。

这两颗天体，甚至宜居性都超过了火星和月球。尽管它们都位于数亿公里以外，表面温度可能不足-100摄氏度。但是它们都被认为有液态环境，比如木卫二的地下可能有一个厚度达到100公里的液态海洋，土卫六表面也很有可能存在大量液态烷烃海洋或湖泊。

既然是液态海洋，证明温度还算适合。其中，木卫二的温度来自于木星的潮汐力，所以地下水能够达到0摄氏度以上；而土卫六表面的液态烷烃海洋虽然温度极低，但是有可能孕育和我们完全不一样的生命形式。
到底什么名字更合适？

出于对现有名称的失望，天文学家已经在认真考虑：是否要给有可能孕育生命的天体所处的位置起一个新的名字，并且提出了温带、液态水区、狩猎区（寓意狩猎生命迹象的天体区域）和生态圈等等，甚至有人自创了一个词："ECHaLWOTS区"（Earth Could Have Liquid Water On The Surface，译作表面有液态水的行星）。

同时，也有天文学家想起了一个尘封了许久的名字——戈尔德洛克区。戈尔德洛克区的含义其实就是可居住区，名字来自于一个外国童话。最早在1953年，就有人提出了这个概念。不过，就像现在所说的宜居带一样，戈尔德洛克区的局限性也在系外行星的不断发现过程中暴露出来，因此越来越少地被人们所提及。

因此，一些天体生物学家正在尝试设计类似于宜居性指数的东西，也就是对各个对生命有影响的因素进行加权计算，得到一个综合的数字。大概类似于高考时不同科目分数不同，最终以总分来排名，只不过对于这个宜居性指数，计算公式要复杂得多。而且，这些因素还要有不同的限制，即使你高考时化学不及格，但其他成绩很优秀，也能上个不错的大学，但是如果温度极低，那么综合指数再高，这颗行星也无法孕育生命。

波多黎各阿雷西博大学的天体生物学家阿贝尔-门德斯（Abel Méndez）从生态学中获得了灵感，提出宜居性指数中最需要重点考量的5个因素分别是：行星接受到宿主恒星光照的量、行星的半径、行星的反射率、表面被海洋覆盖的比例和大气密度。在这5个因素里，除了前两条，其余都不太可能在地球上观测到。

很多天文学家认为门德斯纯属扯淡，因为影响生命存在的因素远比这个要多，比如熔融的地核、板块构造、行星磁场、地质活动等等。而且，这些全都无法在地球上观测到。

"哈佛大学天文学家Charbonneau怼道：“你可以列一个很长的表格，反正我们又测不了，这个表格再长也没什么卵用。”

没错，说真的，如果我们的科技已经发展到可以观测到这些数据，恐怕这样科技已经足以让我们直接判断那颗行星上是否有生命了。
直奔主题

因此，很多天文学家提议：别去考虑什么所谓的宜居带了，不如我们直奔主题，直接寻找系外生命的痕迹吧！

这么做是有道理的，毕竟生命的出现带有偶然性。也就是说，即使条件都满足了，也未必就会出现生命。与其把时间花在寻找有可能孕育生命的线索上，不如去找那些确定有生命的行星。因为，生命本身也会带来一些蛛丝马迹，让人类发现。

值得期待的是，NASA正在评估两个新的任务。这两个新任务都将打造专门寻找系外生命的观测设备，一个是Habitable Exoplanet Observatory（宜居系外行星观测器，HabEx），另一个是大型紫外/光学/近红外探测仪，绰号为LUVOIR。这两台仪器都可以分析系外行星的大气成分，只要系外生命存在，它们所排出的产物就会被这两个探测器检测到。

不过，科学家表示，即便我们想专注于直接寻找系外生命，宜居带的概念仍然不可忽略，因为行星和恒星的距离决定了我们需要打造什么样的探测器。

另外，我们会发现，这些项目所要寻找的，都是和人类比较相似的系外生命，也就是碳基生命。科学家也在思考，宇宙中是否有硅基生命、氨基生命等生物形式。如果这种生物真的存在，恐怕我们现在的探测设备，都将和它们擦肩而过了……

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原文地址：今日头条  ,无意在网上看到这篇文章，深有同感。所以分享。