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適居帶
,创建页面，内容为“thumb|300px|基於不同種類恆星光度推測的恆星適居帶範圍 '''適居帶'''（{{lang-en|'''circumstellar habitable zon…”
[[File:Habitable zone - HZ.png|thumb|300px|基於不同種類恆星光度推測的恆星適居帶範圍]]
'''適居帶'''（{{lang-en|'''circumstellar habitable zone'''}}, CHZ，或稱'''宜居帶'''），是[[天文學]]上給一種空間的名稱，指的是[[行星系]]中適合生命存在的區域。適居帶中的情況有利於[[生命]]的發展，並且可能像[[地球]]般出現高等生命。<ref>{{cite web |title=VPL Glossary |url = http://vpl.astro.washington.edu/epo/glossary.html}}</ref>。有兩種區域是有可能的，一個是在[[行星系]]內，另一個則存在于[[星系]]之中。在[[行星適居性|適合的]]區域內的[[行星]]和[[天然衛星]]是最佳的候選者，這些[[外星生命|地球外的生命]]有能力生活在類似我們的環境下。天文學家相信生命最可能發生在像[[太陽系]]這樣的星周盤適居帶（{{lang|en|CHZ}}）和大[[星系]]的星系適居帶（{{lang|en|GHZ}}） 內（雖然天文學家對後者的研究才剛開始）。適居帶也許是指「生命帶」、「綠帶」或「[[金髮姑娘原則|古迪洛克帶]]」（{{lang|en|Goldilocks}}）<ref name="Muir">{{cite news | first = Hazel | last = Muir | url = http://www.newscientist.com/article/dn11710 | title = 'Goldilocks' planet may be just right for life| work = New Scientist | date = 25 April 2007 | accessdate = 2009-04-02}}</ref><ref name="BBC-R4">{{cite web | date = 31 August 2005 | url = http://www.bbc.co.uk/radio4/science/goldilocksplanet.shtml | title = The Goldilocks Planet | publisher = [[BBC Radio 4]] | accessdate = 2009-04-02}}</ref>。在我們的[[太陽系]]中，適居帶為距離恆星0.99至1.70[[天文單位]]之間的區域。<ref name=dole-1964 />
[[格利泽581g]]是人類在紅矮星[[格利泽581|格利泽 581]] （距離[[地球]]大約20[[光年]]）旁發現的第六颗行星。格利泽581g是至今在天文學家發現[[系外行星]]中，軌道理論上位於適居帶中的著名例子。目前天文學家僅發現了十幾顆行星位於適居帶中，而[[克卜勒太空望遠鏡]]則確認了54顆行星位於適居帶中。天文學家目前估計[[銀河系]]至少有500,000,000顆行星位於適居帶中<ref name="BorensteinS">{{cite news |last1=Borenstein |first1=Seth |title=Cosmic census finds crowd of planets in our galaxy |agency=Associated Press |date=19 February 2011 |url=http://apnews.excite.com/article/20110219/D9LG45NO0.html |accessdate=2011-04-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110927053134/http://apnews.excite.com/article/20110219/D9LG45NO0.html |archive-date=2011-09-27 |dead-url=yes }}</ref>。
== 星周盤適居帶 ==
在一個行星系統內，被相信行星必須在適居帶內才能讓生命產生。星周盤適居帶在概念上是包為在[[恆星]]四周圍的球殼狀空間，所有在範圍內的行星表面溫度都應該能使[[水]]維持液態。液態水被認為對生命是至關重要的，因為它的角色是作為生物化學反應所需要的溶劑。在1959年，物理學家[[菲利浦·莫里森]]和[[朱塞佩·科科尼]]在[[搜尋地外文明計畫]]的研究論文中提到了這樣的區域。[[弗蘭克·德雷克]]在1961年將這個觀念用[[德雷克方程式]]使廣為人知。
適居帶與恆星的距離，可以用恆星的光度的大小計算出來。對選定的恆星，可以用下面的方程式決定距離的範圍：
::<math>d_{AU} = \sqrt {\frac{L_{star}}{L_{sun}}}</math>
:此處
::<math>d_{AU} \,</math>是以[[天文單位]]量度的適居帶距離，
::<math>L_{star} \,</math>是恆星的輻射熱[[光度|發光度]]，和
::<math>L_{sun} \,</math>是[[太陽]]的輻射熱發光度。
例如，一顆發光度是太陽25%的恆星，它的適居帶距離大約在0.5天文單位的附近，而發光度是太陽兩倍的恆星，適居帶的距離大約在1.4天文單位。這是因為發光度遵循[[平方反比定律]]，在假設 (尤其是) 它有與地球相似的大氣構造和厚度，[[系外行星]]適居帶的中心與母恆星的距離，必然是有著與[[地球]]相似的全球平均溫度環境。 <ref name=redd-2011>{{cite news | url=http://www.astrobio.net/exclusive/4174/greenhouse-effect-could-extend-habitable-zone | title=Greenhouse Effect Could Extend Habitable Zone | work=Astrobiology Magazine | date=25 August 2011 | agency=NASA | accessdate=25 June 2013 | author=Redd, Nola Taylor}}</ref>
當一顆恆星因為演化變得更亮，及發光度增加，則星周盤適居帶將會隨著時間往外移。生物可以存在的最大化時間，是行星軌道維持在適居帶內越久越理想。<ref name=fogg-1992 />
大氣層的組成也有重要的影響。行星的溫度會受到大氣層中[[溫室氣體]]的含量而變化。<ref name=dole-1964>{{cite book | url=http://www.rand.org/pubs/commercial_books/CB179-1.html | title=Habitable Planets for Man | publisher=Blaisdell Publishing Company | author=Dole, Stephen H | year=1964 |page=103}}</ref>
==太陽系適居帶==
[[File:Estimated extent of the Solar Systems habitable zone.png|thumb|right|深綠色代表狹義太陽系適居帶<ref name=dole-1964 />，淺綠色代表廣義太陽系適居帶<ref name=fogg-1992 /> 。]]
至今，天文學界仍然沒有一個關於太陽系適居帶範圍的統一說法，這些說法主張的適居帶主要介乎於0.725至3.0[[天文單位]]之間，但它們全都遭到了部份天文學家的質疑。例如，金星的軌道是位於太陽系適居帶的內緣附近，但其過厚的[[二氧化碳]]大氣層令到其表面溫度高達{{convert|462|C|F}}，完全不適合居住。<ref name=venus-2006>{{cite web|url=http://burro.cwru.edu/stu/advanced/venus.html|title=Venus|publisher=Case Western Reserve University|date=13 September 2006|accessdate=2011-12-21|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120426064658/http://burro.cwru.edu/stu/advanced/venus.html|archivedate=26 四月 2012}}</ref>而整個[[月球]]<ref name=sharp>{{cite web | url=http://www.space.com/18067-moon-atmosphere.html | title=Atmosphere of the Moon | publisher=TechMediaNetwork | work=Space.com | accessdate=April 23, 2013 | author=Sharp, Tim}}</ref>、[[火星]]<ref name="bolonkin09">{{Cite book|first=Alexander A.|last=Bolonkin|year=2009|title=Artificial Environments on Mars|publisher=Springer |place=Berlin Heidelberg|pages=599–625|isbn=978-3-642-03629-3}}</ref>和矮行星[[穀神星]]<ref name=ahearn-1992>{{cite journal|last=A'Hearn|first=Michael F.|coauthors=Feldman, Paul D.|title=Water vaporization on Ceres|journal=Icarus|volume=98|issue=1|pages=54–60|year=1992|doi=10.1016/0019-1035(92)90206-M|bibcode= 1992Icar...98...54A}}</ref>皆位於部份說法所主張的適居帶內，且火星還存在季節的變化，但它們卻因大氣層過於薄弱而無法在其表面保留液態水。
因此，大部份說法均指出一個星球的大氣層厚度會影響其適居帶位置。根據擴展適居帶理論指出，一個距離恆星比地球更遠的類地行星需比地球質量大，才能在其表面保留液態水。[[格利澤667Cd]]<ref name=chow-2012>{{cite web |last=Chow |first=Denise |title=Newfound Alien Planet is Best Candidate Yet to Support Life, Scientists Say|url=http://www.space.com/14444-alien-planet-super-earth-habitable-zone.html |date=February 2, 2012 |publisher=[[Space.com]] |accessdate= February 3, 2012}}</ref>和[[格利澤581d]]就是能夠在其表面保留液態水的系外行星的典型例子。<ref name=bloh-2008>{{cite journal |last=von Bloh |first=W. |year= 2008|title=Habitability of Super-Earths: Gliese 581c and 581d |doi=10.1017/S1743921308017031 |journal=Proceedings of the International Astronomical Union |volume=3|arxiv=0712.3219 |display-authors=1 |last2=Bounama |first2=C. |last3=Cuntz |first3=M. |last4=Franck |first4=S.}}</ref><ref name=gilster-2007>{{cite web|url=http://www.centauri-dreams.org/?p=1625 |title=A Habitable World After All? |publisher=Centauri-dreams.org |date=December 13, 2007 |accessdate=January 18, 2009}}</ref>
{| class="wikitable sortable"
|- style="text-align:center; align:center; background:#90b0f0;"
|+ 關於太陽系適居帶的說法
! 內緣（[[天文單位|AU]]） !! 外緣（AU） !! 年份 !! 註釋
|-
| 0.725 || 1.24 || 1964年<ref name=dole-1964 /> || 透過測量光學薄大氣層和固定反照率得出。金星的遠日點剛好位於適居帶內。
|-
| || 1.385–1.398 || 1969年<ref name=budyko-1969>{{cite journal|url=http://tellusa.net/index.php/tellusa/article/view/10109|pages=611–619|title=The effect of solar radiation variations on the climate of the Earth|journal=Tellus|volume=21|issue=5|author=M. I. BUDYKO|doi=10.1111/j.2153-3490.1969.tb00466.x}}</ref> || 透過測量全球性冰川出現時的冰反照率得出。這個說法獲天文學家塞勒斯<ref>{{cite journal | url = http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/1520-0450%281969%29008%3C0392%3AAGCMBO%3E2.0.CO%3B2 | title = A Global Climatic Model Based on the Energy Balance of the Earth-Atmosphere System | author = Sellers, William D. | journal = Journal of Applied Meteorology | volume = 8 | issue = 3 | pages = 392–400 | doi = 10.1175/1520-0450(1969)008<0392:AGCMBO>2.0.CO;2 | bibcode = 1969JApMe...8..392S |date=June 1969}}</ref>和諾夫支持。<ref>{{cite journal
| last1 = North
| first1 = Gerald R.
| last2 =
| first2 =
| title = Theory of Energy-Balance Climate Models
| journal = Journal of the Atmospheric Sciences
| volume = 32
| issue = 11
| pages = 2033–2043
| publisher =
| jstor =
| doi = 10.1175/1520-0469(1975)032<2033:TOEBCM>2.0.CO;2
|bibcode = 1975JAtS...32.2033N |date=November 1975}}</ref>
|-
| 0.88–0.912 || || 1970年<ref name=rasool-1970>{{cite journal|url=http://www.nature.com/doifinder/10.1038/2261037a0|pages=1037–1039|title=The Runaway Greenhouse and the Accumulation of CO2 in the Venus Atmosphere|journal=Nature|volume=226|issue=5250|issn=1476-4687|date=1970/06|language=En|accessdate=2018-04-02|doi=10.1038/2261037a0|author=S. I. RASOOL, C. DE BERGH}}</ref>|| 根據測量金星大氣層得出。拉蘇爾和德貝格指出，地球在這個適居帶內才能形成穩定的海洋。
|-
| 0.95 || 1.01 || 1979年<ref name=hart-1979>{{cite journal|url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0019103579901416|pages=351–357|title=Habitable zones about main sequence stars|journal=Icarus|volume=37|issue=1|accessdate=2018-04-02|doi=10.1016/0019-1035(79)90141-6|author=Michael H. Hart}}</ref> || 根據測量地球大氣層成分和表面溫度得出。這個說法不時被出版物引用。
|-
| || 3.0 || 1992年<ref name=fogg-1992>{{cite journal | title=An Estimate of the Prevalence of Biocompatible and Habitable Planets | author=Fogg, M. J. | journal=Journal of the British Interplanetary Society | year=1992 | volume=45 | pages=3–12 | bibcode=1992JBIS...45....3F | pmid=11539465 | issue=1}}</ref>|| 根據測量[[碳循環]]得出適居帶外緣。
|-
| || 1.37 || 1993年<ref name=kasting-1993>{{cite journal | url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103583710109 | title=Habitable Zones around Main Sequence Stars | author=Kasting, James F.; Whitmire, Daniel P.; Reynolds, Ray T. | journal=Icarus | volume=101 | issue=1 | pages=108–118 | doi=10.1006/icar.1993.1010 | bibcode=1993Icar..101..108K | pmid=11536936|date=January 1993}}</ref>|| 根據測量雲反照率的冷卻效果得出。
|-
| || 2.0 || 2010年<ref name="speigel-2010">{{cite journal|title=Generalized Milankovitch Cycles and Long-Term Climatic Habitability|journal=The Astrophysical Journal|volume=721|issue=2|pages=1308|url=http://stacks.iop.org/0004-637X/721/i=2/a=1308|date=2010|doi=10.1088/0004-637x/721/2/1308|issn=0004-637X|language=en|accessdate=2018-04-02|author=David S. Spiegel, Sean N. Raymond, Courtney D. Dressing, Caleb A. Scharf, Jonathan L. Mitchell}}</ref> || 根據測量高[[軌道傾角]]和[[軌道離心率]]得出。季節性液態水在這個適居帶內才能出現。
|-
| 0.75 || || 2011年<ref name="abe-2011">{{cite journal|url=http://www.liebertonline.com/doi/abs/10.1089/ast.2010.0545|pages=443–460|title=Habitable Zone Limits for Dry Planets|journal=Astrobiology|volume=11|issue=5|date=2011-06-27|language=en|accessdate=2018-04-02|doi=10.1089/ast.2010.0545|author=Yutaka Abe, Ayako Abe-Ouchi, Norman H. Sleep, Kevin J. Zahnle}}</ref> || 根據估計[[沙漠行星]]兩極出現冰冠的最小距離得出。
|-
| 0.77—0.87 || 1.02—1.18 || 2013年<ref name=vladilo-2013>{{cite journal | url=http://iopscience.iop.org/0004-637X/767/1/65/ | title=The habitable zone of Earth-like planets with different levels of atmospheric pressure | author=Vladilo, Giovanni; Murante, Giuseppe; Silva, Laura; Provenzale, Antonello; Ferri, Gaia; Ragazzini, Gregorio | journal=The Astrophysical Journal (accepted) | volume=767 | issue=1 | pages=65–? | doi=10.1088/0004-637X/767/1/65 | arxiv=1302.4566|bibcode = 2013ApJ...767...65V |date=March 2013}}</ref> || 根據測量高氣壓得出，適居帶行星的氣壓至少要有15[[毫巴]]。
|-
| 0.99 || 1.688 || 2013年<ref name=kopparapu-2013>{{cite journal | url=http://iopscience.iop.org/2041-8205/767/1/L8 | title=A revised estimate of the occurrence rate of terrestrial planets in the habitable zones around kepler m-dwarfs | author=Kopparapu, Ravi Kumar | journal=The Astrophysical Journal Letters | year=2013 | volume=767 | issue=1 | doi=10.1088/2041-8205/767/1/L8 | arxiv=1303.2649 | pages=L8|bibcode = 2013ApJ...767L...8K }}</ref>|| 根據測量失控的溫室效應和失水演算法得出。只適用於大氣氣壓和大氣成分與地球相若的行星。
|-
| 0.5 || || 2013年<ref name=zsom-2013>{{cite arXiv | title=Towards the Minimum Inner Edge Distance of the Habitable Zone | last=Zsom |first=Andras | year=2013 | eprint=1304.3714 | last2=Seager | first2=Sara | last3=De Wit | first3=Julien | class=astro-ph.EP}}</ref> || 根據估計大氣成分、壓力和相對濕度得出。
|-
| 0.97 || || 2013年<ref name=ramirez-2013>{{cite arXiv | title= How close is Earth to a runaway greenhouse? | last=Ramirez |first=Ramses M. | year=2013 | arxiv=1306.5730 | last2=Kopparapu |first2=Ravi Kumar | last3=Lindner |first3=Valerie |last4=Kasting | first4= James}}</ref> || 只適用於大氣氣壓和大氣成分與地球相若的行星。
|}
== 星系適居帶 ==
[[File:UpsilonAndromedae D moons.jpg|thumb|right|藝術家筆下的位於適居帶內的系外衛星]]
行星系在星系內的位置也是決定生命能否發展的因素，這就導出了星系適居帶的觀念<ref>[http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/303/5654/59 The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in the Milky Way]</ref>，然而，這種觀念最近遭到了質疑<ref>[http://arxiv.org/abs/astro-ph/0612316 On the "Galactic Habitable Zone" - Cornell University Library]</ref>。
要产生生命，一個太陽系必須要足夠接近星系的核心，才能有足夠的重元素，讓行星在形成時能夠成為岩石構成的行星。重元素必須存在，因為它們是組成複雜的生命分子所必須的，例如[[鐵]]是構成[[血紅素]]，[[碘]]是組成[[甲狀腺激素]]的基礎（假設鐵是所有生物都需要的物質）。<ref name="kopparapu-2013" />
另一方面，太陽系距離星系的中心也必須夠遠，以免除像[[小行星]]和[[彗星]]等天體的撞擊、避免和其他恆星的近距離遭遇，還有超新星爆炸和來自星系中心[[黑洞]]等的[[宇宙射線]]。<ref>{{cite arXiv|eprint=1303.6645|title=S-Type and P-Type Habitability in Stellar Binary Systems: A Comprehensive Approach. I. Method and Applications|year=2013 |last=Cuntz |first=Manfred|class=astro-ph.EP}}</ref>來自超新星的輻射對生命起源的影響還不清楚，據推測，來自星系核心的大量輻射會使構造複雜的分子更難以形成。<ref name="forget-1997">{{cite journal|doi=10.1126/science.278.5341.1273|title=Warming Early Mars with Carbon Dioxide Clouds That Scatter Infrared Radiation|year=1997|last1=Forget|first1=F.|journal=Science|volume=278|issue=5341|pages=1273–6|pmid=9360920|last2=Pierrehumbert|first2=RT|bibcode = 1997Sci...278.1273F }}</ref>同樣的，在許多較大的螺旋星系和橢圓星系的中心區域，星際氣體和塵埃都已經耗盡，那些區域已經不是恆星誕生的主要場所，恆星的誕生率遠較週圍其他的區域為低。<ref name="mischna-2000">{{cite journal|doi=10.1006/icar.2000.6380|title=Influence of Carbon Dioxide Clouds on Early Martian Climate|year=2000|last1=Mischna|first1=M|journal=Icarus|volume=145|issue=2|pages=546–54|pmid=11543507|last2=Kasting|first2=JF|last3=Pavlov|first3=A|last4=Freedman|first4=R|bibcode = 2000Icar..145..546M }}</ref>
研究顯示在重元素的含量，或是[[金屬量]]，也有影響，越高的地區似乎越可能有巨大的行星在緊挨著母恆星的軌道上運轉。<ref>{{cite press release|url=http://www.spitzer.caltech.edu/news/863-feature06-31-Planets-Prefer-Safe-Neighborhoods |title=Planets Prefer Safe Neighborhoods |publisher=Spitzer.caltech.edu |date= |accessdate=April 22, 2013 |author=Vu, Linda |agency=NASA/Caltech}}</ref>這樣的行星引發的重力潮汐力會導致任何質量如同地球的行星改變軌道和表面的形狀，並在生命產生之前就將其摧毀。<ref name=barnes-2013>{{cite journal | url=http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/ast.2012.0867 | title=Habitable Planets Around White and Brown Dwarfs: The Perils of a Cooling Primary | journal=Astrobiology | volume=13 | issue=3 | pages=279–291 | doi=10.1089/ast.2012.0867 | arxiv=1203.5104 | last1=Barnes | first1=Rory | last2=Heller | first2=René | pmid=23537137 | pmc=3612282|bibcode = 2013AsBio..13..279B |date=March 2013}}</ref>基於這些原因，星系適居帶有許多不確定的因素而難以被確認。<ref name="BuccinoLemarchand2006">{{cite journal|last1=Buccino|first1=Andrea P.|last2=Lemarchand|first2=Guillermo A.|last3=Mauas|first3=Pablo J.D.|title=Ultraviolet radiation constraints around the circumstellar habitable zones|journal=Icarus|volume=183|issue=2|year=2006|pages=491–503|doi=10.1016/j.icarus.2006.03.007|arxiv = astro-ph/0512291 |bibcode = 2006Icar..183..491B }}</ref>而且，星球的大氣層也不能太厚或太薄：太厚會形成金星般的極高表面溫度，而太薄則會使行星變成火星般的沙漠行星。<ref name="Kasting-1968">{{Cite journal
|last=Kasting |first=J.F.
|last2=Ackerman |first2=T.P.
|title=Climatic Consequences of Very High Carbon Dioxide Levels in the Earth's Early Atmosphere
|journal=Science
|volume=234 |issue=4782 |pages=1383–1385
|year=1986
|doi=10.1126/science.11539665
|pmid=11539665
|ref=harv
}}</ref>
在我們的[[銀河系]]，星系適居帶被認為正緩慢的擴展至距離[[銀心|銀河核心]]25,000[[光年]]（8,000[[秒差距]]） 之處，包括那些年龄在40億至80億的恆星。<ref>{{cite journal | url=http://iopscience.iop.org/2041-8205/731/2/L31/ | title=Transit Surveys for Earths in the Habitable Zones of White Dwarfs | author=Agol, Eric | journal=The Astrophysical Journal Letters | volume=731 | issue=2 | pages=1–5 | doi=10.1088/2041-8205/731/2/L31 | arxiv=1103.2791|bibcode = 2011ApJ...731L..31A |date=April 2011}}</ref>而其他的星系因為構造上的不同，星系適居帶可能更大也可能更小，甚至根本沒有。<ref name=barnes-2013 />
星系適居帶或GHZ就有如古迪洛克帶（{{lang|en|Goldilocks Zone}}，即星周盤適居帶）一樣，古迪洛克區這個名詞源自童話故事的[[古迪洛克]]，[[童話]]中的這個女孩喜歡「既不太冷又不太熱」的[[粥]]。天文學家[[詹姆斯·洛夫洛克]]在主張[[蓋亞假說]]時將這個名詞變成術語。<ref name="carroll">{{cite book |last1=Carroll |first1=Bradley |last2=Ostlie |first2=Dale|edition=2 |year=2007 |title=An Introduction to Modern Astrophysics}}</ref>這個概念是說生命存在於-15℃（5℉）（南極洲的一種[[藻類]]，{{lang|en|Cryptoendolith}}）和121℃（250℉）（在深海熱氣孔周圍活動的[[嗜極生物|嗜熱細菌]]）的溫度段落中，換算成絕對溫度是在258至394[[熱力學溫標|K]]，少於一個[[數量級]]的範圍內。<ref name="richmond">{{cite web
| last=Richmond | first=Michael | date=November 10, 2004
| url=http://spiff.rit.edu/classes/phys230/lectures/planneb/planneb.html
| title=Late stages of evolution for low-mass stars
| publisher=Rochester Institute of Technology
| accessdate=2007-09-19 }}</ref><ref name="guo-2009">{{cite journal|title=Probability distribution of terrestrial planets in habitable zones around host stars|journal=Astrophysics and Space Science|doi=10.1007/s10509-009-0081-z|url=https://link.springer.com/article/10.1007/s10509-009-0081-z|date=2009-10-01|volume=323|issue=4|language=en|pages=367–373|issn=0004-640X|accessdate=2018-04-02|author=Jianpo Guo, Fenghui Zhang, Xuefei Chen, Zhanwen Han}}</ref>
未來的技術或許可以讓我們測量出銀河系內適合地球這樣的行星存在的位置和數量，能讓我們對星系適居帶有更多的了解。<ref name=franck-2002>{{cite conference | url=http://www.pik-potsdam.de/PLACES/publications/datenfiles/ASP_269.pdf | title=Habitable Zones and the Number of Gaia's Sisters | publisher=Astronomical Society of the Pacific | accessdate=April 26, 2013 | author=Franck, S.; von Bloh, W.; Bounama, C.; Steffen, M.; Schönberner, D.; Schellnhuber, H.-J. | editor=Montesinos, Benjamin; Giménez, Alvaro; Guinan, Edward F. | booktitle=ASP Conference Series | year=2002 | conference=The Evolving Sun and its Influence on Planetary Environments | pages=261–272 | bibcode=2002ASPC..269..261F | isbn=1-58381-109-5}}</ref>
== 批判 ==
適居帶的觀念在[[艾恩·史都華]]和[[傑克·柯恩 (科學家)|傑克·柯恩]]兩人合著的《[[外星人的進化]]》（{{lang|en|Evolving the Alien}}）一書中遭到批判。基於以下兩個理由：第一，假設外星人需要和地球完全一樣的生活條件；第二，即使有這樣假設，其他環境也可能在前述的適居帶外創造出適合生命存在的區域。<ref>
{{cite journal
|last1=Nicholson |first1=W. L.
|last2=Moeller |first2=R.
|last3=Horneck |first3=G.
|last4=<!-- --> |first4=<!-- -->
|coauthors=(The Protect Team)
|year=2012
|title=Transcriptomic Responses of GerminatingBacillus subtilisSpores Exposed to 1.5 Years of Space and Simulated Martian Conditions on the EXPOSE-E Experiment PROTECT
|journal=Astrobiology
|volume=12 |issue=5 |pages=469–86
|bibcode=2012AsBio..12..469N
|doi=10.1089/ast.2011.0748
|pmid=22680693
}}</ref>例如[[木衛二|歐羅巴]]就被認為在表面下有類似地球深海環境的海洋。儘管歐羅巴不在星周盤適居帶內，但存在於地球上的[[嗜極生物]]，使歐羅巴有生命的假說振振有詞。行星生物學家[[卡爾·薩根]]相信在[[類木行星|氣體巨星]]上，像是[[木星]]本身，可能也會有生物生活在其中。在各種不同的環境下可以發現存在著不同形式的生命，曝露出這些有限制的假說是太保守的。<ref name="Cowen2008">{{cite news |first=Ron |last=Cowen |title=A Shifty Moon |url=http://www.sciencenews.org/view/generic/id/32135/title/A_shifty_moon |work=Science News |date=2008-06-07 }}</ref><ref name="Bryner, Jeanna">{{cite news|url=http://www.space.com/scienceastronomy/090624-enceladus-ocean.html |title=Ocean Hidden Inside Saturn's Moon |work=Space.com |date=24 June 2009 |author=Bryner, Jeanna |accessdate=22 April 2013 |agency=TechMediaNetwork}}</ref>
不同程度的[[火山|火山活動]]、衛星的作用或是行星的質量都可能影響行星的輻射和熱量的水準，進而改變支持生命的情況。<ref name=physcisarxivlab-2011>{{cite news | url=http://www.technologyreview.com/view/422659/rogue-planets-could-harbor-life-in-interstellar-space-say-astrobiologists/ | title=Rogue Planets Could Harbor Life in Interstellar Space, Say Astrobiologists | work=MIT Technology Review | date=9 February 2011 | agency=MIT Technology Review | accessdate=24 June 2013}}</ref>同時，若類似地球的生物能在幾乎不可能是生命起源的場所，或是使用先進的技術，就能移植和適合歐羅巴的環境。那麼，一顆從適居帶遷移出來的行星，就非常像將生命遷移至不適合生存的場所中。
部份理論則建議地球誕生後不久，生命已於地底生存，以避開表面上的嚴酷環境。<ref name=Munro2013>{{Citation
| title = Miners deep underground in northern Ontario find the oldest water ever known
| url = http://news.nationalpost.com/2013/05/15/worlds-oldest-water-bubbling-into-northern-ontario-mine/
| year = 2013
| author = Munro, Margaret
| accessdate = 2013-10-06
}}</ref><ref name=Davies2013>{{Citation
|title = The Origin of Life II: How did it begin?
|url = http://cosmos.asu.edu/sites/default/files/publication_files/originsoflife_ii.pdf
|year = 2013
|author = Davies, Paul
|accessdate = 2013-10-06
}}{{dead link|date=十月 2017 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>而科學家亦證明了生命能在地底下生存。<ref name=Taylor1996>{{Citation
| title = Life Underground
| url = http://www.psrd.hawaii.edu/Dec96/PSRD-LifeUnderground.pdf
| year = 1996
| author = Taylor, Geoffrey
| journal = Planetary Science Research
| accessdate = 2013-10-06
}}</ref>實際上，生物學家們已於地球超過10公里的地底下發現生命。<ref name=Doyle2013>{{Citation
| title = Deep underground, worms and "zombie microbes" rule
| url = http://www.reuters.com/article/2013/03/04/us-life-idUSBRE9230WM20130304
| year = 2013
| author = Doyle, Alister
| accessdate = 2013-10-06
}}</ref>因此，他們認為並非位於適居帶內的行星才適合生命生存。
== 相關條目 ==
*[[行星適居性]]
*[[地球殊異假說]]
*[[葛利斯581c]]
*[[巨蟹座55f]]
*[[地球之外的液態水]]
*[[另類的生物化學]]
*[[紅矮星系統適居性]]
== 參考資料 ==
{{Reflist|2}}
*{{cite journal | author=Charles H. Lineweaver, Yeshe Fenner and Brad K. Gibson | title=The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in the Milky Way | journal=Science| year=January 2004| volume=303 |issue=5654 | pages=59–62}}
== 外部連結 ==
* [http://www.daviddarling.info/encyclopedia/H/habzone.html 天體生物學、天文學和航天百科全書]
* [http://www.solstation.com/habitable.htm “恆星和適合居住的行星” - SolStation]
* [http://arxiv.org/abs/astro-ph/0612316 在銀河系的適居帶]
* [http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/04/25/AR2007042501974.html 瑞士科學家：尋找生命下一頁]
* [http://www.rand.org/pubs/reports/R414 斯蒂芬·H.多爾的人類適居行星] – 關於複雜生命體在行星出現的所需條件的完整研究
* [https://web.archive.org/web/20090714102410/http://science.nasa.gov/headlines/y2003/02oct_goldilocks.htm 美國宇航局：古迪洛克區]
* [http://btc.montana.edu/ceres/astrobiology/files/HabitableZone.htm 星際房地產：位置、位置、位置 - 定義適居帶]
* [http://www.doubletongued.org/index.php/dictionary/goldilocks/ 定義“古迪洛克”和其含意“溫和特徵”，並舉例追溯到1935年的行星作定義]
* [http://www.planetarybiology.com/hz_candidates/ 侯選適居帶系外行星]
* [https://web.archive.org/web/20080518134504/http://www.planetarybiology.com/hz_residents/ 適居帶系外行星的居民]
{{Extraterrestrial life}}
[[Category:行星科學]]
[[Category:太空殖民]]
'''適居帶'''（{{lang-en|'''circumstellar habitable zone'''}}, CHZ，或稱'''宜居帶'''），是[[天文學]]上給一種空間的名稱，指的是[[行星系]]中適合生命存在的區域。適居帶中的情況有利於[[生命]]的發展，並且可能像[[地球]]般出現高等生命。<ref>{{cite web |title=VPL Glossary |url = http://vpl.astro.washington.edu/epo/glossary.html}}</ref>。有兩種區域是有可能的，一個是在[[行星系]]內，另一個則存在于[[星系]]之中。在[[行星適居性|適合的]]區域內的[[行星]]和[[天然衛星]]是最佳的候選者，這些[[外星生命|地球外的生命]]有能力生活在類似我們的環境下。天文學家相信生命最可能發生在像[[太陽系]]這樣的星周盤適居帶（{{lang|en|CHZ}}）和大[[星系]]的星系適居帶（{{lang|en|GHZ}}） 內（雖然天文學家對後者的研究才剛開始）。適居帶也許是指「生命帶」、「綠帶」或「[[金髮姑娘原則|古迪洛克帶]]」（{{lang|en|Goldilocks}}）<ref name="Muir">{{cite news | first = Hazel | last = Muir | url = http://www.newscientist.com/article/dn11710 | title = 'Goldilocks' planet may be just right for life| work = New Scientist | date = 25 April 2007 | accessdate = 2009-04-02}}</ref><ref name="BBC-R4">{{cite web | date = 31 August 2005 | url = http://www.bbc.co.uk/radio4/science/goldilocksplanet.shtml | title = The Goldilocks Planet | publisher = [[BBC Radio 4]] | accessdate = 2009-04-02}}</ref>。在我們的[[太陽系]]中，適居帶為距離恆星0.99至1.70[[天文單位]]之間的區域。<ref name=dole-1964 />
[[格利泽581g]]是人類在紅矮星[[格利泽581|格利泽 581]] （距離[[地球]]大約20[[光年]]）旁發現的第六颗行星。格利泽581g是至今在天文學家發現[[系外行星]]中，軌道理論上位於適居帶中的著名例子。目前天文學家僅發現了十幾顆行星位於適居帶中，而[[克卜勒太空望遠鏡]]則確認了54顆行星位於適居帶中。天文學家目前估計[[銀河系]]至少有500,000,000顆行星位於適居帶中<ref name="BorensteinS">{{cite news |last1=Borenstein |first1=Seth |title=Cosmic census finds crowd of planets in our galaxy |agency=Associated Press |date=19 February 2011 |url=http://apnews.excite.com/article/20110219/D9LG45NO0.html |accessdate=2011-04-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110927053134/http://apnews.excite.com/article/20110219/D9LG45NO0.html |archive-date=2011-09-27 |dead-url=yes }}</ref>。
== 星周盤適居帶 ==
在一個行星系統內，被相信行星必須在適居帶內才能讓生命產生。星周盤適居帶在概念上是包為在[[恆星]]四周圍的球殼狀空間，所有在範圍內的行星表面溫度都應該能使[[水]]維持液態。液態水被認為對生命是至關重要的，因為它的角色是作為生物化學反應所需要的溶劑。在1959年，物理學家[[菲利浦·莫里森]]和[[朱塞佩·科科尼]]在[[搜尋地外文明計畫]]的研究論文中提到了這樣的區域。[[弗蘭克·德雷克]]在1961年將這個觀念用[[德雷克方程式]]使廣為人知。
適居帶與恆星的距離，可以用恆星的光度的大小計算出來。對選定的恆星，可以用下面的方程式決定距離的範圍：
::<math>d_{AU} = \sqrt {\frac{L_{star}}{L_{sun}}}</math>
:此處
::<math>d_{AU} \,</math>是以[[天文單位]]量度的適居帶距離，
::<math>L_{star} \,</math>是恆星的輻射熱[[光度|發光度]]，和
::<math>L_{sun} \,</math>是[[太陽]]的輻射熱發光度。
例如，一顆發光度是太陽25%的恆星，它的適居帶距離大約在0.5天文單位的附近，而發光度是太陽兩倍的恆星，適居帶的距離大約在1.4天文單位。這是因為發光度遵循[[平方反比定律]]，在假設 (尤其是) 它有與地球相似的大氣構造和厚度，[[系外行星]]適居帶的中心與母恆星的距離，必然是有著與[[地球]]相似的全球平均溫度環境。 <ref name=redd-2011>{{cite news | url=http://www.astrobio.net/exclusive/4174/greenhouse-effect-could-extend-habitable-zone | title=Greenhouse Effect Could Extend Habitable Zone | work=Astrobiology Magazine | date=25 August 2011 | agency=NASA | accessdate=25 June 2013 | author=Redd, Nola Taylor}}</ref>
當一顆恆星因為演化變得更亮，及發光度增加，則星周盤適居帶將會隨著時間往外移。生物可以存在的最大化時間，是行星軌道維持在適居帶內越久越理想。<ref name=fogg-1992 />
大氣層的組成也有重要的影響。行星的溫度會受到大氣層中[[溫室氣體]]的含量而變化。<ref name=dole-1964>{{cite book | url=http://www.rand.org/pubs/commercial_books/CB179-1.html | title=Habitable Planets for Man | publisher=Blaisdell Publishing Company | author=Dole, Stephen H | year=1964 |page=103}}</ref>
==太陽系適居帶==
[[File:Estimated extent of the Solar Systems habitable zone.png|thumb|right|深綠色代表狹義太陽系適居帶<ref name=dole-1964 />，淺綠色代表廣義太陽系適居帶<ref name=fogg-1992 /> 。]]
至今，天文學界仍然沒有一個關於太陽系適居帶範圍的統一說法，這些說法主張的適居帶主要介乎於0.725至3.0[[天文單位]]之間，但它們全都遭到了部份天文學家的質疑。例如，金星的軌道是位於太陽系適居帶的內緣附近，但其過厚的[[二氧化碳]]大氣層令到其表面溫度高達{{convert|462|C|F}}，完全不適合居住。<ref name=venus-2006>{{cite web|url=http://burro.cwru.edu/stu/advanced/venus.html|title=Venus|publisher=Case Western Reserve University|date=13 September 2006|accessdate=2011-12-21|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120426064658/http://burro.cwru.edu/stu/advanced/venus.html|archivedate=26 四月 2012}}</ref>而整個[[月球]]<ref name=sharp>{{cite web | url=http://www.space.com/18067-moon-atmosphere.html | title=Atmosphere of the Moon | publisher=TechMediaNetwork | work=Space.com | accessdate=April 23, 2013 | author=Sharp, Tim}}</ref>、[[火星]]<ref name="bolonkin09">{{Cite book|first=Alexander A.|last=Bolonkin|year=2009|title=Artificial Environments on Mars|publisher=Springer |place=Berlin Heidelberg|pages=599–625|isbn=978-3-642-03629-3}}</ref>和矮行星[[穀神星]]<ref name=ahearn-1992>{{cite journal|last=A'Hearn|first=Michael F.|coauthors=Feldman, Paul D.|title=Water vaporization on Ceres|journal=Icarus|volume=98|issue=1|pages=54–60|year=1992|doi=10.1016/0019-1035(92)90206-M|bibcode= 1992Icar...98...54A}}</ref>皆位於部份說法所主張的適居帶內，且火星還存在季節的變化，但它們卻因大氣層過於薄弱而無法在其表面保留液態水。
因此，大部份說法均指出一個星球的大氣層厚度會影響其適居帶位置。根據擴展適居帶理論指出，一個距離恆星比地球更遠的類地行星需比地球質量大，才能在其表面保留液態水。[[格利澤667Cd]]<ref name=chow-2012>{{cite web |last=Chow |first=Denise |title=Newfound Alien Planet is Best Candidate Yet to Support Life, Scientists Say|url=http://www.space.com/14444-alien-planet-super-earth-habitable-zone.html |date=February 2, 2012 |publisher=[[Space.com]] |accessdate= February 3, 2012}}</ref>和[[格利澤581d]]就是能夠在其表面保留液態水的系外行星的典型例子。<ref name=bloh-2008>{{cite journal |last=von Bloh |first=W. |year= 2008|title=Habitability of Super-Earths: Gliese 581c and 581d |doi=10.1017/S1743921308017031 |journal=Proceedings of the International Astronomical Union |volume=3|arxiv=0712.3219 |display-authors=1 |last2=Bounama |first2=C. |last3=Cuntz |first3=M. |last4=Franck |first4=S.}}</ref><ref name=gilster-2007>{{cite web|url=http://www.centauri-dreams.org/?p=1625 |title=A Habitable World After All? |publisher=Centauri-dreams.org |date=December 13, 2007 |accessdate=January 18, 2009}}</ref>
{| class="wikitable sortable"
|- style="text-align:center; align:center; background:#90b0f0;"
|+ 關於太陽系適居帶的說法
! 內緣（[[天文單位|AU]]） !! 外緣（AU） !! 年份 !! 註釋
|-
| 0.725 || 1.24 || 1964年<ref name=dole-1964 /> || 透過測量光學薄大氣層和固定反照率得出。金星的遠日點剛好位於適居帶內。
|-
| || 1.385–1.398 || 1969年<ref name=budyko-1969>{{cite journal|url=http://tellusa.net/index.php/tellusa/article/view/10109|pages=611–619|title=The effect of solar radiation variations on the climate of the Earth|journal=Tellus|volume=21|issue=5|author=M. I. BUDYKO|doi=10.1111/j.2153-3490.1969.tb00466.x}}</ref> || 透過測量全球性冰川出現時的冰反照率得出。這個說法獲天文學家塞勒斯<ref>{{cite journal | url = http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/1520-0450%281969%29008%3C0392%3AAGCMBO%3E2.0.CO%3B2 | title = A Global Climatic Model Based on the Energy Balance of the Earth-Atmosphere System | author = Sellers, William D. | journal = Journal of Applied Meteorology | volume = 8 | issue = 3 | pages = 392–400 | doi = 10.1175/1520-0450(1969)008<0392:AGCMBO>2.0.CO;2 | bibcode = 1969JApMe...8..392S |date=June 1969}}</ref>和諾夫支持。<ref>{{cite journal
| last1 = North
| first1 = Gerald R.
| last2 =
| first2 =
| title = Theory of Energy-Balance Climate Models
| journal = Journal of the Atmospheric Sciences
| volume = 32
| issue = 11
| pages = 2033–2043
| publisher =
| jstor =
| doi = 10.1175/1520-0469(1975)032<2033:TOEBCM>2.0.CO;2
|bibcode = 1975JAtS...32.2033N |date=November 1975}}</ref>
|-
| 0.88–0.912 || || 1970年<ref name=rasool-1970>{{cite journal|url=http://www.nature.com/doifinder/10.1038/2261037a0|pages=1037–1039|title=The Runaway Greenhouse and the Accumulation of CO2 in the Venus Atmosphere|journal=Nature|volume=226|issue=5250|issn=1476-4687|date=1970/06|language=En|accessdate=2018-04-02|doi=10.1038/2261037a0|author=S. I. RASOOL, C. DE BERGH}}</ref>|| 根據測量金星大氣層得出。拉蘇爾和德貝格指出，地球在這個適居帶內才能形成穩定的海洋。
|-
| 0.95 || 1.01 || 1979年<ref name=hart-1979>{{cite journal|url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0019103579901416|pages=351–357|title=Habitable zones about main sequence stars|journal=Icarus|volume=37|issue=1|accessdate=2018-04-02|doi=10.1016/0019-1035(79)90141-6|author=Michael H. Hart}}</ref> || 根據測量地球大氣層成分和表面溫度得出。這個說法不時被出版物引用。
|-
| || 3.0 || 1992年<ref name=fogg-1992>{{cite journal | title=An Estimate of the Prevalence of Biocompatible and Habitable Planets | author=Fogg, M. J. | journal=Journal of the British Interplanetary Society | year=1992 | volume=45 | pages=3–12 | bibcode=1992JBIS...45....3F | pmid=11539465 | issue=1}}</ref>|| 根據測量[[碳循環]]得出適居帶外緣。
|-
| || 1.37 || 1993年<ref name=kasting-1993>{{cite journal | url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103583710109 | title=Habitable Zones around Main Sequence Stars | author=Kasting, James F.; Whitmire, Daniel P.; Reynolds, Ray T. | journal=Icarus | volume=101 | issue=1 | pages=108–118 | doi=10.1006/icar.1993.1010 | bibcode=1993Icar..101..108K | pmid=11536936|date=January 1993}}</ref>|| 根據測量雲反照率的冷卻效果得出。
|-
| || 2.0 || 2010年<ref name="speigel-2010">{{cite journal|title=Generalized Milankovitch Cycles and Long-Term Climatic Habitability|journal=The Astrophysical Journal|volume=721|issue=2|pages=1308|url=http://stacks.iop.org/0004-637X/721/i=2/a=1308|date=2010|doi=10.1088/0004-637x/721/2/1308|issn=0004-637X|language=en|accessdate=2018-04-02|author=David S. Spiegel, Sean N. Raymond, Courtney D. Dressing, Caleb A. Scharf, Jonathan L. Mitchell}}</ref> || 根據測量高[[軌道傾角]]和[[軌道離心率]]得出。季節性液態水在這個適居帶內才能出現。
|-
| 0.75 || || 2011年<ref name="abe-2011">{{cite journal|url=http://www.liebertonline.com/doi/abs/10.1089/ast.2010.0545|pages=443–460|title=Habitable Zone Limits for Dry Planets|journal=Astrobiology|volume=11|issue=5|date=2011-06-27|language=en|accessdate=2018-04-02|doi=10.1089/ast.2010.0545|author=Yutaka Abe, Ayako Abe-Ouchi, Norman H. Sleep, Kevin J. Zahnle}}</ref> || 根據估計[[沙漠行星]]兩極出現冰冠的最小距離得出。
|-
| 0.77—0.87 || 1.02—1.18 || 2013年<ref name=vladilo-2013>{{cite journal | url=http://iopscience.iop.org/0004-637X/767/1/65/ | title=The habitable zone of Earth-like planets with different levels of atmospheric pressure | author=Vladilo, Giovanni; Murante, Giuseppe; Silva, Laura; Provenzale, Antonello; Ferri, Gaia; Ragazzini, Gregorio | journal=The Astrophysical Journal (accepted) | volume=767 | issue=1 | pages=65–? | doi=10.1088/0004-637X/767/1/65 | arxiv=1302.4566|bibcode = 2013ApJ...767...65V |date=March 2013}}</ref> || 根據測量高氣壓得出，適居帶行星的氣壓至少要有15[[毫巴]]。
|-
| 0.99 || 1.688 || 2013年<ref name=kopparapu-2013>{{cite journal | url=http://iopscience.iop.org/2041-8205/767/1/L8 | title=A revised estimate of the occurrence rate of terrestrial planets in the habitable zones around kepler m-dwarfs | author=Kopparapu, Ravi Kumar | journal=The Astrophysical Journal Letters | year=2013 | volume=767 | issue=1 | doi=10.1088/2041-8205/767/1/L8 | arxiv=1303.2649 | pages=L8|bibcode = 2013ApJ...767L...8K }}</ref>|| 根據測量失控的溫室效應和失水演算法得出。只適用於大氣氣壓和大氣成分與地球相若的行星。
|-
| 0.5 || || 2013年<ref name=zsom-2013>{{cite arXiv | title=Towards the Minimum Inner Edge Distance of the Habitable Zone | last=Zsom |first=Andras | year=2013 | eprint=1304.3714 | last2=Seager | first2=Sara | last3=De Wit | first3=Julien | class=astro-ph.EP}}</ref> || 根據估計大氣成分、壓力和相對濕度得出。
|-
| 0.97 || || 2013年<ref name=ramirez-2013>{{cite arXiv | title= How close is Earth to a runaway greenhouse? | last=Ramirez |first=Ramses M. | year=2013 | arxiv=1306.5730 | last2=Kopparapu |first2=Ravi Kumar | last3=Lindner |first3=Valerie |last4=Kasting | first4= James}}</ref> || 只適用於大氣氣壓和大氣成分與地球相若的行星。
|}
== 星系適居帶 ==
[[File:UpsilonAndromedae D moons.jpg|thumb|right|藝術家筆下的位於適居帶內的系外衛星]]
行星系在星系內的位置也是決定生命能否發展的因素，這就導出了星系適居帶的觀念<ref>[http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/303/5654/59 The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in the Milky Way]</ref>，然而，這種觀念最近遭到了質疑<ref>[http://arxiv.org/abs/astro-ph/0612316 On the "Galactic Habitable Zone" - Cornell University Library]</ref>。
要产生生命，一個太陽系必須要足夠接近星系的核心，才能有足夠的重元素，讓行星在形成時能夠成為岩石構成的行星。重元素必須存在，因為它們是組成複雜的生命分子所必須的，例如[[鐵]]是構成[[血紅素]]，[[碘]]是組成[[甲狀腺激素]]的基礎（假設鐵是所有生物都需要的物質）。<ref name="kopparapu-2013" />
另一方面，太陽系距離星系的中心也必須夠遠，以免除像[[小行星]]和[[彗星]]等天體的撞擊、避免和其他恆星的近距離遭遇，還有超新星爆炸和來自星系中心[[黑洞]]等的[[宇宙射線]]。<ref>{{cite arXiv|eprint=1303.6645|title=S-Type and P-Type Habitability in Stellar Binary Systems: A Comprehensive Approach. I. Method and Applications|year=2013 |last=Cuntz |first=Manfred|class=astro-ph.EP}}</ref>來自超新星的輻射對生命起源的影響還不清楚，據推測，來自星系核心的大量輻射會使構造複雜的分子更難以形成。<ref name="forget-1997">{{cite journal|doi=10.1126/science.278.5341.1273|title=Warming Early Mars with Carbon Dioxide Clouds That Scatter Infrared Radiation|year=1997|last1=Forget|first1=F.|journal=Science|volume=278|issue=5341|pages=1273–6|pmid=9360920|last2=Pierrehumbert|first2=RT|bibcode = 1997Sci...278.1273F }}</ref>同樣的，在許多較大的螺旋星系和橢圓星系的中心區域，星際氣體和塵埃都已經耗盡，那些區域已經不是恆星誕生的主要場所，恆星的誕生率遠較週圍其他的區域為低。<ref name="mischna-2000">{{cite journal|doi=10.1006/icar.2000.6380|title=Influence of Carbon Dioxide Clouds on Early Martian Climate|year=2000|last1=Mischna|first1=M|journal=Icarus|volume=145|issue=2|pages=546–54|pmid=11543507|last2=Kasting|first2=JF|last3=Pavlov|first3=A|last4=Freedman|first4=R|bibcode = 2000Icar..145..546M }}</ref>
研究顯示在重元素的含量，或是[[金屬量]]，也有影響，越高的地區似乎越可能有巨大的行星在緊挨著母恆星的軌道上運轉。<ref>{{cite press release|url=http://www.spitzer.caltech.edu/news/863-feature06-31-Planets-Prefer-Safe-Neighborhoods |title=Planets Prefer Safe Neighborhoods |publisher=Spitzer.caltech.edu |date= |accessdate=April 22, 2013 |author=Vu, Linda |agency=NASA/Caltech}}</ref>這樣的行星引發的重力潮汐力會導致任何質量如同地球的行星改變軌道和表面的形狀，並在生命產生之前就將其摧毀。<ref name=barnes-2013>{{cite journal | url=http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/ast.2012.0867 | title=Habitable Planets Around White and Brown Dwarfs: The Perils of a Cooling Primary | journal=Astrobiology | volume=13 | issue=3 | pages=279–291 | doi=10.1089/ast.2012.0867 | arxiv=1203.5104 | last1=Barnes | first1=Rory | last2=Heller | first2=René | pmid=23537137 | pmc=3612282|bibcode = 2013AsBio..13..279B |date=March 2013}}</ref>基於這些原因，星系適居帶有許多不確定的因素而難以被確認。<ref name="BuccinoLemarchand2006">{{cite journal|last1=Buccino|first1=Andrea P.|last2=Lemarchand|first2=Guillermo A.|last3=Mauas|first3=Pablo J.D.|title=Ultraviolet radiation constraints around the circumstellar habitable zones|journal=Icarus|volume=183|issue=2|year=2006|pages=491–503|doi=10.1016/j.icarus.2006.03.007|arxiv = astro-ph/0512291 |bibcode = 2006Icar..183..491B }}</ref>而且，星球的大氣層也不能太厚或太薄：太厚會形成金星般的極高表面溫度，而太薄則會使行星變成火星般的沙漠行星。<ref name="Kasting-1968">{{Cite journal
|last=Kasting |first=J.F.
|last2=Ackerman |first2=T.P.
|title=Climatic Consequences of Very High Carbon Dioxide Levels in the Earth's Early Atmosphere
|journal=Science
|volume=234 |issue=4782 |pages=1383–1385
|year=1986
|doi=10.1126/science.11539665
|pmid=11539665
|ref=harv
}}</ref>
在我們的[[銀河系]]，星系適居帶被認為正緩慢的擴展至距離[[銀心|銀河核心]]25,000[[光年]]（8,000[[秒差距]]） 之處，包括那些年龄在40億至80億的恆星。<ref>{{cite journal | url=http://iopscience.iop.org/2041-8205/731/2/L31/ | title=Transit Surveys for Earths in the Habitable Zones of White Dwarfs | author=Agol, Eric | journal=The Astrophysical Journal Letters | volume=731 | issue=2 | pages=1–5 | doi=10.1088/2041-8205/731/2/L31 | arxiv=1103.2791|bibcode = 2011ApJ...731L..31A |date=April 2011}}</ref>而其他的星系因為構造上的不同，星系適居帶可能更大也可能更小，甚至根本沒有。<ref name=barnes-2013 />
星系適居帶或GHZ就有如古迪洛克帶（{{lang|en|Goldilocks Zone}}，即星周盤適居帶）一樣，古迪洛克區這個名詞源自童話故事的[[古迪洛克]]，[[童話]]中的這個女孩喜歡「既不太冷又不太熱」的[[粥]]。天文學家[[詹姆斯·洛夫洛克]]在主張[[蓋亞假說]]時將這個名詞變成術語。<ref name="carroll">{{cite book |last1=Carroll |first1=Bradley |last2=Ostlie |first2=Dale|edition=2 |year=2007 |title=An Introduction to Modern Astrophysics}}</ref>這個概念是說生命存在於-15℃（5℉）（南極洲的一種[[藻類]]，{{lang|en|Cryptoendolith}}）和121℃（250℉）（在深海熱氣孔周圍活動的[[嗜極生物|嗜熱細菌]]）的溫度段落中，換算成絕對溫度是在258至394[[熱力學溫標|K]]，少於一個[[數量級]]的範圍內。<ref name="richmond">{{cite web
| last=Richmond | first=Michael | date=November 10, 2004
| url=http://spiff.rit.edu/classes/phys230/lectures/planneb/planneb.html
| title=Late stages of evolution for low-mass stars
| publisher=Rochester Institute of Technology
| accessdate=2007-09-19 }}</ref><ref name="guo-2009">{{cite journal|title=Probability distribution of terrestrial planets in habitable zones around host stars|journal=Astrophysics and Space Science|doi=10.1007/s10509-009-0081-z|url=https://link.springer.com/article/10.1007/s10509-009-0081-z|date=2009-10-01|volume=323|issue=4|language=en|pages=367–373|issn=0004-640X|accessdate=2018-04-02|author=Jianpo Guo, Fenghui Zhang, Xuefei Chen, Zhanwen Han}}</ref>
未來的技術或許可以讓我們測量出銀河系內適合地球這樣的行星存在的位置和數量，能讓我們對星系適居帶有更多的了解。<ref name=franck-2002>{{cite conference | url=http://www.pik-potsdam.de/PLACES/publications/datenfiles/ASP_269.pdf | title=Habitable Zones and the Number of Gaia's Sisters | publisher=Astronomical Society of the Pacific | accessdate=April 26, 2013 | author=Franck, S.; von Bloh, W.; Bounama, C.; Steffen, M.; Schönberner, D.; Schellnhuber, H.-J. | editor=Montesinos, Benjamin; Giménez, Alvaro; Guinan, Edward F. | booktitle=ASP Conference Series | year=2002 | conference=The Evolving Sun and its Influence on Planetary Environments | pages=261–272 | bibcode=2002ASPC..269..261F | isbn=1-58381-109-5}}</ref>
== 批判 ==
適居帶的觀念在[[艾恩·史都華]]和[[傑克·柯恩 (科學家)|傑克·柯恩]]兩人合著的《[[外星人的進化]]》（{{lang|en|Evolving the Alien}}）一書中遭到批判。基於以下兩個理由：第一，假設外星人需要和地球完全一樣的生活條件；第二，即使有這樣假設，其他環境也可能在前述的適居帶外創造出適合生命存在的區域。<ref>
{{cite journal
|last1=Nicholson |first1=W. L.
|last2=Moeller |first2=R.
|last3=Horneck |first3=G.
|last4=<!-- --> |first4=<!-- -->
|coauthors=(The Protect Team)
|year=2012
|title=Transcriptomic Responses of GerminatingBacillus subtilisSpores Exposed to 1.5 Years of Space and Simulated Martian Conditions on the EXPOSE-E Experiment PROTECT
|journal=Astrobiology
|volume=12 |issue=5 |pages=469–86
|bibcode=2012AsBio..12..469N
|doi=10.1089/ast.2011.0748
|pmid=22680693
}}</ref>例如[[木衛二|歐羅巴]]就被認為在表面下有類似地球深海環境的海洋。儘管歐羅巴不在星周盤適居帶內，但存在於地球上的[[嗜極生物]]，使歐羅巴有生命的假說振振有詞。行星生物學家[[卡爾·薩根]]相信在[[類木行星|氣體巨星]]上，像是[[木星]]本身，可能也會有生物生活在其中。在各種不同的環境下可以發現存在著不同形式的生命，曝露出這些有限制的假說是太保守的。<ref name="Cowen2008">{{cite news |first=Ron |last=Cowen |title=A Shifty Moon |url=http://www.sciencenews.org/view/generic/id/32135/title/A_shifty_moon |work=Science News |date=2008-06-07 }}</ref><ref name="Bryner, Jeanna">{{cite news|url=http://www.space.com/scienceastronomy/090624-enceladus-ocean.html |title=Ocean Hidden Inside Saturn's Moon |work=Space.com |date=24 June 2009 |author=Bryner, Jeanna |accessdate=22 April 2013 |agency=TechMediaNetwork}}</ref>
不同程度的[[火山|火山活動]]、衛星的作用或是行星的質量都可能影響行星的輻射和熱量的水準，進而改變支持生命的情況。<ref name=physcisarxivlab-2011>{{cite news | url=http://www.technologyreview.com/view/422659/rogue-planets-could-harbor-life-in-interstellar-space-say-astrobiologists/ | title=Rogue Planets Could Harbor Life in Interstellar Space, Say Astrobiologists | work=MIT Technology Review | date=9 February 2011 | agency=MIT Technology Review | accessdate=24 June 2013}}</ref>同時，若類似地球的生物能在幾乎不可能是生命起源的場所，或是使用先進的技術，就能移植和適合歐羅巴的環境。那麼，一顆從適居帶遷移出來的行星，就非常像將生命遷移至不適合生存的場所中。
部份理論則建議地球誕生後不久，生命已於地底生存，以避開表面上的嚴酷環境。<ref name=Munro2013>{{Citation
| title = Miners deep underground in northern Ontario find the oldest water ever known
| url = http://news.nationalpost.com/2013/05/15/worlds-oldest-water-bubbling-into-northern-ontario-mine/
| year = 2013
| author = Munro, Margaret
| accessdate = 2013-10-06
}}</ref><ref name=Davies2013>{{Citation
|title = The Origin of Life II: How did it begin?
|url = http://cosmos.asu.edu/sites/default/files/publication_files/originsoflife_ii.pdf
|year = 2013
|author = Davies, Paul
|accessdate = 2013-10-06
}}{{dead link|date=十月 2017 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>而科學家亦證明了生命能在地底下生存。<ref name=Taylor1996>{{Citation
| title = Life Underground
| url = http://www.psrd.hawaii.edu/Dec96/PSRD-LifeUnderground.pdf
| year = 1996
| author = Taylor, Geoffrey
| journal = Planetary Science Research
| accessdate = 2013-10-06
}}</ref>實際上，生物學家們已於地球超過10公里的地底下發現生命。<ref name=Doyle2013>{{Citation
| title = Deep underground, worms and "zombie microbes" rule
| url = http://www.reuters.com/article/2013/03/04/us-life-idUSBRE9230WM20130304
| year = 2013
| author = Doyle, Alister
| accessdate = 2013-10-06
}}</ref>因此，他們認為並非位於適居帶內的行星才適合生命生存。
== 相關條目 ==
*[[行星適居性]]
*[[地球殊異假說]]
*[[葛利斯581c]]
*[[巨蟹座55f]]
*[[地球之外的液態水]]
*[[另類的生物化學]]
*[[紅矮星系統適居性]]
== 參考資料 ==
{{Reflist|2}}
*{{cite journal | author=Charles H. Lineweaver, Yeshe Fenner and Brad K. Gibson | title=The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in the Milky Way | journal=Science| year=January 2004| volume=303 |issue=5654 | pages=59–62}}
== 外部連結 ==
* [http://www.daviddarling.info/encyclopedia/H/habzone.html 天體生物學、天文學和航天百科全書]
* [http://www.solstation.com/habitable.htm “恆星和適合居住的行星” - SolStation]
* [http://arxiv.org/abs/astro-ph/0612316 在銀河系的適居帶]
* [http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/04/25/AR2007042501974.html 瑞士科學家：尋找生命下一頁]
* [http://www.rand.org/pubs/reports/R414 斯蒂芬·H.多爾的人類適居行星] – 關於複雜生命體在行星出現的所需條件的完整研究
* [https://web.archive.org/web/20090714102410/http://science.nasa.gov/headlines/y2003/02oct_goldilocks.htm 美國宇航局：古迪洛克區]
* [http://btc.montana.edu/ceres/astrobiology/files/HabitableZone.htm 星際房地產：位置、位置、位置 - 定義適居帶]
* [http://www.doubletongued.org/index.php/dictionary/goldilocks/ 定義“古迪洛克”和其含意“溫和特徵”，並舉例追溯到1935年的行星作定義]
* [http://www.planetarybiology.com/hz_candidates/ 侯選適居帶系外行星]
* [https://web.archive.org/web/20080518134504/http://www.planetarybiology.com/hz_residents/ 適居帶系外行星的居民]
{{Extraterrestrial life}}
[[Category:行星科學]]
[[Category:太空殖民]]