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天文在线|如果真有外星人的话，他们会做些什么？( 二 )


绕星可居住区和可居住性
关于绕星宜居带CHZ ， 我们可以确定的第一件事是每颗恒星都会有一颗 。换句话说 ， 恒星周围总是存在一个带 ， 在该带中 ， 能量平衡可使行星表面的温度保持在水的冰点和沸点之间 。对于暗淡的小恒星 ， 绕星宜居带狭窄且接近 。例如 ， 许多已知的系外行星的CHZ比水星离太阳距恒星更近 。同样 ， 大型明亮恒星的CHZ范围更广 ， 距离更远 。就和上面讨论过的一样 ， 恒星的能量输出随恒星年龄增加而增加 ， 因此 ， 随着恒星老化 ， 可居住区域会实际上向外移动 。但是 ， 重要的一点是 ， 由于每颗恒星在某处都有CHZ ， 因此我们希望 ， 偶然地 ， 在这些区域中会形成一些（可居住的）行星 。
尽管如此 ， 我们必须补充一点 ， 在过去的一两十年中 ， 科学家已经认识到 ， 必须比对温度平衡的简单计算更为仔细地考虑CHZ 。正如麻省理工学院的天体物理学家萨拉·西格（Sara Seager）所指出的那样 ， 在可居住带的一颗行星不能保证实际上是可居住的 。实际上 ， 有太多因素可以影响CHZ中生命的可能性 。
随着系外行星的探索不断发展 ， 在CHZ中找到一颗类地行星已成为天文界所寻求的圣杯 。但是今天我们已经意识到 ， 行星的可居住性不仅仅是其轨道的位置 。例如 ， 研究人员研究的区域不在其恒星的CHZ中 ， 没有地表海洋的液态水 ， 但它们仍然是生命甚至先进文明的家园 。诸如此类的考虑使科学家对生命出现所需的条件有了更广泛的了解 。
如果地球距离太阳较远1％或离太阳5％ ， 那么使海洋保持液态的微妙平衡将丢失 。(Universal History Archive/ Universal Images Group via Getty Images)
涉及的星球类型
行星绕其旋转的恒星类型可能会对生命的发展产生重要影响 ， 甚至对CHZ中的行星也是如此 。例如 ， 小的暗星被称为红矮星 ， 是银河系中占最大比例的恒星 ， 通常会经历一些极端活动 。恒星耀斑和大量带电粒子的喷射将使任何行星表面的生活都非常困难 ， 无论该行星是否位于CHZ中 。在这种系统中 ， 生命可能必须留在海底或地下才能生存 。在这种情况下 ， CHZ变得无关紧要
科学家开始摒弃生命必须进化并持续存在于行星表面的想法 。例如 ， 许多当前的论断得出的结论是：火星上的任何活生物体都将在地表下发现 。此外 ， 如果生命存在于外部太阳系的地下海洋中 ， 例如欧罗巴和土卫二的海洋中 ， 那么根据定论 ， 生命将位于海面以下 。即使在地球上 ， 行星表面下的生物量似乎也可能比其上更大 。因此 ， 与小恒星相关的强烈辐射环境不会阻碍生命的发展 ， 即便使用我们目前的技术可能无法直接检测到生命 。

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另一方面 ， 质量更大的恒星提供了更良性的辐射环境 ， 但是它们的寿命相对较短 。在某些情况下 ， 它们的寿命可能只有3000万年 。除了简单的微生物生命 ， 不可能有生命会在这么短的时间内在星球上进化 。此外 ， 这些恒星会在称为超新星的大规模爆炸中终止生命 ， 这肯定会摧毁附近的所有行星 。因此 ， 即使在这种恒星的CHZ中设法有了生命 ， 当恒星死亡时 ， 所有的痕迹也会被抹去 。
由于这些限制 ， 系外行星猎人将注意力集中在像太阳这样的中型恒星的CHZ上的行星上 。

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麻省理工学院的天体物理学家萨拉·西格（Sara Seager）指出 ， 在宜居地带的行星并不能保证实际上是宜居的 。 (Win McNamee/Getty Images)
大气的演变
在讨论可居住性时 ， 另一个复杂性的源头是不稳定的行星大气 ，其主要系统不变 ， 而会随着时间的推移而演化 。地球的重大氧化事件只是这种过程的一个例子 。


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