行星適居性
行星適居性是天文學里對星體上生命的出現與繁衍潛力的評估指標,其可以適用於行星及行星的天然衛星。
生命的必要條件是能量來源(通常是太陽能但並不全然)。但通常是當其他眾多條件,如該行星的地球物理學、地球化學與天體物理學的條件成熟後,方會稱該行星為適合生命居住的。外星生命的存在仍是未知之數,行星適居性是以太陽系及地球的環境推測其他星體是否會適合生命居住。行星適居性較高的星體通常是那些擁有持續與複雜的多細胞生物與單細胞生命系統的星體。對行星適居性的研究和理論是天體科學的組成部分,正在成為一門新興學科太空生物學。
對地球以外的星體進行生命探索是極古老的話題,最初是屬於哲學及物理學的研究領域。而在20世紀後期科學界對此有兩個重大突破。其一是使用先進機器對太陽系裡其他行星與衛星進行觀察,獲得這些星體的適居性資料,並將其與地球的相關資料作比較。其二是外太陽系行星的發現,它們是在1995年首度發現的,其後進度不斷加快。這個發現證明了太陽並不是惟一的擁有行星的星體,而且亦擴闊了探索適合生命居住的行星的範圍,使外太陽系星體亦被納入研究之中。
目錄
適合的恆星系統
研究行星適居性的首要步驟是由恆星着手,而非行星本身。而通常類地球的行星則是富有資源,因此會有較高機會出現生命。搜尋地外文明計劃贊助的鳳凰計劃底下的科學家們則正是為了探索其他適合生命居住的行星而在努力。其中杜布爾與塔爾特在2002年開發了適居恆星表。他們在接近十二萬顆屬於依巴谷星表的恆星里篩選出一萬七千顆適居恆星[1],而且其使用的篩選條件正好使人們明了影響行星適居性的天體物理學的因素 。
適合居住的地帶
適合居住的地帶是指圍繞恆星運行,而其表面具有液態水的行星。除了能量來源外,液態水被視為生命最重要的依靠物,就如地球上的生命般。如果將那些不需要水來維持生命的生物也計算在內(如依靠液氨維生),則適合居住的行星將會大幅增加 。
一個穩定的適合居住的地帶具有兩個特徵。其一,此地帶不可大幅度改變。所有星體均會隨着其年齡增長而加強其亮度,而其適合居住的地帶則會向外調節,但如果這種情況發生得過快,如超巨大的恆星,則圍繞該恆星運行的行星較難提供使生命繁衍的環境[2]。計算行星適居性的方法從來就不簡單,而且會受到眾多因素的影響。為了計算行星適居性,對該受觀察的行星的大氣條件及地質需要作出假設,這個假設正確與否十分影響計算的準確性。其實即使是計算太陽各行星的適居性亦有着很大波動 。
其二,不可以有巨大質量的星體接近此地帶,因為這會影響該類地球行星的組成。假設,如果木星運行於地球與金星間的軌道,則地球與金星均不會出現。以往的天文學家認為太陽系裡的內行星為固態行星,而外行星為氣態行星十分正常,然而太陽系外行星的發現改變了這個想法。無數類木星行星在其他星系裡運行於被認為是適合居住的地帶。然而,現在往往是類木星的外太陽系行星較易觀察,因此哪種方為正常現在仍未有結論。