宜居行星:NASA,必要條件,天文探索,恆星系中探索,行星宜居性,存在價值,克卜勒

宜居行星（habitable planet、life-bearing planet），天文學專有詞語，是指適宜人類生存的行星。科學家一直在試圖找到這樣的行星。如果未來地球枯竭後可依靠此時的科技在這些星球上居住。

基本介紹

中文名：宜居行星
外文名：habitable planet、life-bearing planet
學科：天文學
發現工具：克卜勒、格列澤等太空望遠鏡
意義：尋找適合居住的星球
必要條件：12個必要條件

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NASA

不是我們根本找不到宜居行星和外星人，而是地球與人類在宇宙中出生的時間太早太早。

對正在不斷演化的宇宙而言，地球早早來到了這個派對。根據一項新的理論研究，在46億年前太陽系誕生時，宇宙中只有8%適合人類居住的行星產生。即使再過60億年太陽壽命終結，這個誕生宜居行星的派對仍不會結束，還有92%的宜居行星目前仍未“出生”。

這一結論是基於哈勃太空望遠鏡與克卜勒太空望遠鏡的長期觀測，後者專注於搜尋太陽系外的行星。這項研究的作者，來自美國太空望遠鏡科學研究所STScI的彼得·博爾茲（Peter Behroozi）介紹說：“我們主要動機是了解地球在宇宙未來的處境。與所有在宇宙中形成的行星相比，地球其實屬於早期形成的行星。”

在觀測距今非常遙遠的星系後，哈勃望遠鏡為天文學家提供了一個隨星系成長，宇宙中恆星形成過程的“家庭相冊”。數據表明，宇宙產生恆星的速度在100億年前非常快，但是參與該過程的氫和氦占氣體總量的比例仍然很低。今天，恆星誕生的速度比早期要慢得多，但是依然有足夠的剩餘氣體可用，未來很長一段時間仍不斷會有恆星與行星產生。

STScI的莫莉·皮爾（Molly Peeples）說：“在大爆炸結束後，銀河系內外仍有足夠多的物質，未來將繼續‘生產’非常多的行星。”

克卜勒望遠鏡對系外行星的搜尋結果表明：位於恆星宜居帶內，表面能夠存在液態水且大小和地球相仿的行星，在銀河系是普遍存在的。根據這一調查，科學家們預測目前銀河系內應該存在約10億顆地球大小的行星，並且其中很多都是像地球這樣由岩石組成的類地行星。而在目前我們可觀測宇宙的範圍內，還有一千億個像銀河系這樣的星系，這樣估算下來得到的數字是非常驚人的。

這也給未來在恆星宜居帶產生眾多地球大小的行星提供了充足的機會，而未來100萬億年宇宙中仍將擁有恆星，這樣充足的時間行星表面出現什麼都有可能。

研究人員稱，未來像地球這樣的宜居行星更可能出現在巨型星系團或矮星系裡，因為它們還有足夠的氣體等物質形成恆星和行星系統。相比之下，我們的銀河系已經用了比較多的物質來形成恆星。

對地球文明而言，在宇宙中早出生的一大優勢，就是可以利用像哈勃望遠鏡這樣強大的設備觀測從大爆炸以來宇宙的演化史。而大爆炸與宇宙演化歷史的觀測證據，如光和其他電磁輻射，將在1萬億年後因為宇宙膨脹失控而被完全抹去。

這項研究被發表在10月20日的英國《皇家天文學會月刊》上。

必要條件

1.該行星所圍繞的恆星不能太大（需考慮紫外線輻射，過大的恆星會放出大量的輻射）；

2.該行星所圍繞的恆星不能太小（行星需要靠得非常近才能足夠溫暖，導致潮汐鎖定，一面永遠對著太陽一面永遠黑暗）；

3.該行星所圍繞的恆星必須非常穩定；

4.該行星必須在宜居帶內；

5.該行星所圍繞的恆星必須是單星，或者至少離其他伴星要非常遠（不然行星軌道會被擾動，一會貼到太陽上，一會跑到天邊）；

6.最好外層軌道上有幾個大行星充當保鏢（比如太陽系裡的木星土星，強大的引力使小行星或者彗星撞向自己，讓近日行星處於相對安全的宇宙環境）；

7.行星必須是類地岩石行星；

8行星表面重力必須和地球差不多；

9.大氣層氣壓必須和地球差不多；

10.大氣層成分不能太離譜；

11.地殼活動不能太劇烈；

12.有強力的保護傘（必須有磁場保護）

天文探索

恆星系中探索

2011年2月2日。美國航天局克卜勒太空望遠鏡項目首席科學家威廉·博魯茨基在一場新聞發布會上說，“克卜勒”太空望遠鏡經過一年多探尋，發現1200多顆太陽系外潛在行星，其中54顆可能適宜生命生存。按博魯茨基的說法，這些天體中，54顆處於“宜居區段”，可能適宜生命生存。根據美國航天局定義，處於“宜居區段”意味著一顆行星與母星保持適當距離，進而為它表面存在液態水提供條件。另外，“宜居區段”行星的表面溫度大約介於零下17攝氏度至93攝氏度之間。

2012年12月可居住系外行星目錄列出了太陽系外7顆最可能存在生命的行星。雖然並非所有的行星都被確鑿的證實宜居，關於它們的環境仍然有很多需要研究之處。但該目錄的確給予天體生物學家一個起始點研究地球以外的可居住行星。根據阿雷西博波多黎哥大學的研究，以下是我們已知最可能存在生命的7大行星。

【Gliese 832 c】

研究人員表示，這可能是迄今為止發現的距離我們最近的系外行星，而且也許它擁有與我們地球上一樣的溫度，只是季節變化比我們更大。一個國際天文學小組稱，這顆系外行星位於恆星Gliese 832的“可居帶”里，即距離主星不遠也不近，因此這顆行星表面可以存在液態水。Gliese 832c每36天圍繞主星運行一周。然而它的主星是一顆比我們的太陽更昏暗、溫度更低的紅矮星，因此，儘管Gliese 832c的運行軌道距離主星更近，但是它接收到的恆星能量，大約與我們的地球一樣多。

美國阿雷卡納特波多黎哥大學行星適居性實驗室負責人阿貝爾-門德茲-托雷斯說：“這些因素促使Gliese 832成為3顆最像地球的行星之一，並是最靠近地球的3顆行星之一，成為接下來要進行觀測的一個主要目標。假設這顆行星具有類似的地球大氣，也許它會擁有像地球一樣的溫度，只是季節變化更大。”然而，這顆行星的主要成分和大氣等其他未知因素，將會導致這顆行星與地球存在很大不同，甚至是不可居。該科研組寫道：“迄今為止Gliese 832的兩顆行星就是我們的太陽系按照比例縮小的版本，它擁有一顆位於內側的潛在的類地行星和一顆位於外側的類似木星的巨型行星。這顆巨型行星在Gliese 832系裡可能也起著類似於木星在我們的太陽系裡所起的動力作用。”

【格利澤581g】

這顆行星的發現非常具有爭議性。它首次發現於2010年，但證實它身份的過程卻非常曲折。波多黎哥大學卻堅稱它是最可能存在外星生命的行星候選者。這顆多岩石行星距離地球20光年，質量大約是地球的2至3倍。它環繞著自己的母星位於天秤座的格利澤581以30天的周期公轉。圖：這張藝術家印象圖顯示了格利澤581g系統內的四顆行星以及它的宿主恆星。前景圖裡的行星是格利澤581g，它位於恆星可居住區，然而有的科學家卻對格利澤581g是否真的存在表示質疑。

【格利澤667Cc】

另一顆超級地球格利澤667Cc距離地球也非常近：它位於距離地球22光年的天蠍座。該行星大小至少是地球的4.5倍，環繞自身恆星的公轉周期為28天。該行星的母星GJ 667C其實是一個三星系統的一部分。該恆星是一顆M級的矮恆星，質量大約為太陽的1/3。離地球大約6.97秒差距（22.7光年）。除了三個相互有引力約束的恆星系統外，它還包括第四個光學密近成員（視星等為12），這個第四成員與上述三恆星系統沒有引力約束，但用裸眼看來這四顆星就仿佛是一顆暗星，視星等為5.89。該系統有著相對較高的運行速度，每年超過1角秒。圖：外星星球GJ667Cc的藝術家概念圖。

【克卜勒-22b】

2011年12月5日，美國航空航天局（NASA）宣布，該局通過克卜勒太空望遠鏡項目證實了太陽系外第一顆類似地球的、可適合居住的行星。它也是迄今發現的最小且表面最可能存在液態水的行星。雖然克卜勒-22b體積比地球大，但它環繞的恆星在大小和溫度方面都與太陽相當。克卜勒-22b體積是地球的2.4倍，假設它

產生的溫室氣體效應與地球上的相似，那么它的地表溫度大約為72華氏度（22攝氏度）。它的恆星系統距離太陽600光年，位於天鵝座。圖：這張藝術家印象圖顯示了克卜勒-22b位於恆星的可居住區。

【HD40307g】

超級地球“HD40307g”位於恆星可居住區內。它位於畫架座，距離地球42光年。由於它距離地球非常近，因此未來望遠鏡或可能觀測到它星球表面。它距離恆星5600萬英里（9000萬公里），大約是地球太陽距離（9300萬英里，也即1.5億千米）的一半。圖：藝術家印象圖顯示新發現的外來行星HD40307g，它和宿主恆星以及兩個其它行星組成一個六星系統。

【HD 85512b】

2011年利用位於智利的高精度徑向速度行星搜尋器儀（HARPS）發現了50顆行星寶藏，其中之一便是HD85512b。是繞行位於船帆座的K型主序星HD 85512（又稱為格利澤370）軌道上的行星，距離地球約36光年，又稱為格利澤370b（Gliese 370b）。因為HD 85512b的質量至少是地球質量的3.6倍，所以HD 85512b被認為是一顆超級地球，也是科學家直到目前為止所發現最小的行星之一，正好位於適居帶的邊緣。2011年8月17日發現的HD 85512b與格利澤581d被認為是適合人類居住的候選行星，研究人員希望有朝一日能夠查明該行星表面是否存在水。圖：藝術家印象圖顯示了外來行星HD85512b環繞位於船帆座南部的類似太陽的恆星HD 85512。

【格利澤163c】

這顆行星質量大約是地球的7倍，母恆星是紅矮星格利澤163。母恆星與地球的距離大約是49光年或15秒差距，位於劍魚座。格利澤163c是行星系統三顆行星的其中一顆，質量至少是地球的6.9倍，因此被分類為超級地球（2.5到10倍地球質量類地行星）它很可能是一顆非常大的多岩石恆星或者矮氣體巨星。格利澤163c以26天的周期環繞自身黯淡的恆星公轉。右圖：超級地球格利澤163c的藝術家印象圖，該行星或可能支持微生物存在。是一顆可能適合居住的太陽系外行星，

【格利澤581d】

繞行位於天秤座的紅矮星格利澤581，距離地球約20.5光年。它的質量為地球質量的8倍，被認為是一顆超級地球。於2007年發現格利澤581d的科學家小組在2009年4月下旬藉由新的觀測結果判斷該行星位於適居帶當中，意味著它可能有液態水或生物存在。至少一項研究支持格利澤581d或可能存在厚厚的二氧化碳大氣層。該行星環繞一顆紅矮星運行，同時它還是另外一顆潛在可居住行星格利澤581g的姐妹行星。圖：格利澤581d的藝術家印象圖，這顆系外行星是由克卜勒太空飛船發現的。

太陽系外迄今“最像地球”的行星

台北時間2013年4月19日電美國航天局等研究機構18日宣布，克卜勒天文望遠鏡已觀測到太陽系外迄今“最像地球”的行星，這一發現使“人類向找到一個類似家園的地方又走近了一點”。

研究人員當天在《科學》雜誌上報告說，有兩顆行星位於一個名為克卜勒－62的行星系統的“宜居帶”中，這裡溫度條件適宜，理論上其表面可保有液態水，甚至可能有少許大氣。這也就意味著，那裡可能有生命存在。

克卜勒－62行星系統距地球約1200光年，位於天琴座。在該系統中，5顆行星圍繞一顆恆星運行，克卜勒－62e和克卜勒－62f是其最外圍的兩顆，它們的體積分別只有地球的1．6倍和1．4倍，受到的熱量輻射也只是地球的1．2倍和0．4倍，公轉周期分別為122天和267天。

儘管研究人員猜測這兩顆行星主要是由岩石或冰構成的固態行星，但他們也表示如今還無法斷言它們是否“宜居”。只有在獲得它們的相關大氣頻譜特性後，研究人員才能清楚它們是真的“宜居”。

參與研究的美國聖母大學天體物理學家賈絲廷·克雷普斯說：“從其半徑和公轉周期看，這兩顆行星是迄今我們發現的最像地球的系外行星。”美國航天局科學任務委員會副主任約翰·格倫斯菲爾德則指出，這一發現使“人類向找到一個類似家園的地方又走近了一點”。

此外，另一個研究小組的天文學家還利用克卜勒望遠鏡的觀測數據發現，位於天鵝座的行星系統克卜勒－69也擁有宜居帶行星克卜勒－69C。

克卜勒－69位於天鵝座，其恆星尺寸為太陽的93%、亮度為太陽的80%，距地球約2700光年，而克卜勒－69C尺寸為地球的1．7倍，公轉周期為242天。天文學家在《天體物理學雜誌》上報告了這一成果，並稱這是迄今發現最接近太陽系的行星系統。

“宜居帶”是指恆星周圍特定距離範圍，在這一範圍內水可以以液態形式存在。類地行星一直是太空研究的熱點之一，美國克卜勒天文望遠鏡對超過15萬顆恆星附近位於“宜居帶”的類地行星進行了觀測，迄今已發現100多顆類地行星。

行星宜居性

2012年3月30日，根據英國媒體報導，在一項調查研究中，科學家探索了紅矮星周圍的常見類型的行星，而紅矮星被認為是宇宙中大多數恆星的真實面目。根據統計，大約有40%的紅矮星周圍存在位於可居住帶上的行星，這意味著那兒有合適的溫度，使得水呈現液態。但是，截止到2012年還沒有辦法了解到這些潛在的水世界中有多少是岩質行星，如果是氣態行星就另當別論了，而岩質行星可謂是真正適合居住的世界。

存在價值

銀河系內有一億多個地方或可以支持複雜生命的存在。科學家們調查了1000多顆行星並使用了考慮行星密度、溫度、基質（液體、固體或者氣體）、化學過程、與恆星的距離以及年齡的公式。利用這些信息，他們計算並提出了生物複雜性指數（Biological Complexity Index，簡稱BCI)。

BCI計算表明1%-2%的行星的BCI等級高於木星的衛星木衛二，後者據稱存在一個地下全球性海洋，或可能支持生命形式的存在。考慮到銀河系內大約有100億顆恆星，BCI的結果暗示了1億顆可能的宜居行星。

儘管或可能支持複雜生命存在的行星數量非常多，銀河系是如此廣袤以至於具有較高BCI值的行星相距都非常遙遠，科學家們這樣表示。最臨近也最有潛力的系外行星系統是格利澤581，它擁有兩顆明顯可能支持複雜生物圈的行星。地球距離格利澤581大約20光年。

“看來我們獨立存在的可能性非常低，”研究人員說道。“然而那些複雜程度與我們相當的生命形式可能距離我們非常遙遠，在可預見的未來與這些外星生命見面是不太可能的。”

克卜勒發現

參考訊息網1月20日報導美國每日科學網站在1月16日報導稱，美國航天局的克卜勒太空望遠鏡發現了一顆恆星以及圍繞其旋轉的三顆比地球稍大的行星。其中最外圍的一顆行星的環繞軌道正處於“宜居”帶上，其表面溫度可能適宜液態水產生，甚至還可能擁有生命體。

這顆恆星離我們是如此之近，足以令天文學家仔細研究其行星的大氣環境，以確定是否適宜生命繁衍。

由亞利桑那大學科學家伊恩·克羅斯菲爾德牽頭的多國、多機構研究小組發現了這顆由三顆行星環繞的恆星。雖然克卜勒太空望遠鏡在失去了至關重要的掌控方向的輪子後變得“一瘸一拐”，但它仍然拍下了這顆有三顆行星環繞的恆星。

這顆名叫EPIC 201367065的恆星是一顆溫度較低的紅色M型矮星。質量和大小約為太陽的一半。該恆星距地球約150光年，是離我們最近的10顆擁有凌日行星的恆星之一。

加利福尼亞大學伯克利分校的研究生埃里克·佩蒂古拉說，這三顆行星的體積分別是地球的2.1倍、1.7倍和1.5倍。其中最小的，也是最外側的行星與主恆星的距離適宜，這使得它所接收的來自主恆星的光線與地球從太陽處接收的光線相似。這三顆行星從主恆星處接收的光強度分別是地球接收太陽光強度的10.5倍、3.2倍和1.4倍。

“截至目前，我們所發現的大多數行星溫度都很高。這個恆星系統是離我們最近的一個擁有溫和凌日行星的恆星，”佩蒂古拉說，“最外側的行星很可能擁有類地球的多岩石地貌，而這就意味著這顆行星很可能擁有合適的溫度以產生液態海洋。”

2016年5月10日，NASA美國航空航天局官方宣布，克卜勒項目最新確認了1284顆系外行星的存在，這也是有史以來發現系外行星規模最大的一次，其中有9顆是適合居住的。

宜居行星