宜居行星|地球相似指数：地球之外，我们还能在哪里生存?_海洋行星|天文|地球质量|恒星

简介：虽然地球是我们的家园，但终有一天，当地球不再适合生命时，生命终将要寻找新的星球去生存下来。
地球也许是我们的家园，但是总有一天，我们人类会需要在新的星球上生活。
【宜居行星|地球相似指数：地球之外，我们还能在哪里生存?】

太空中拍摄的地球图像，有编辑。图源：Rero Stockli, Nazmi El Saleous和Marit Jentoft-Nilsen/NASA GSFC
地球长期以来是我们的家园，有茂密的森林，广阔的蓝色水体，奇异而奇妙的生物，能在最不适宜居住的地方生存的生命体；当然，这是每个曾经生活过的人都称为“家”的星球。
不幸的是，我们并不是这个星球最好的管理者。气候变化是一个必须立即解决的严重问题。如果无法被解决，那么当冰盖融化，迫使数十亿人离开家园和土地时， “蓝绿色的宝石”就会变成单调的蓝色。
全球变暖并不是我们面临的唯一威胁：我们几乎无法阻止一颗彗星或小行星毁灭我们。核武器国家之间的紧张局势可能会继续，放射性尘埃可能会使地球变得无法居住。
如果我们设法避免了这一切，在几十亿年后，太阳将耗尽自身，膨胀成一颗红巨星，吞噬地球。我们人类要么灭绝，要么希望未来的科学家能找到一种方法，把剩下的我们转移到另一颗宜居的行星上去。
多亏了开普勒太空望远镜，天文学家们在所谓的“适居带”中已经发现了数十颗行星，也就是那些与恒星距离适中、可能维持生命的行星。
这些行星的表面温度可能允许液态水的存在。当然，这并不意味着这颗行星就一定适合我们居住。除了水，人类还需要氧气和食物来生存。可以作为我们未来迁移目标的行星都需要满足一些特征，这就是天文学家规定了地球相似指数(ESI)的原因。

地球相似指数(ESI)是什么?
该指数于2011年提出，基于一些特征给外星世界从0(无相似性)到1(与地球非常相似)赋值。其中包括这颗系外行星的体积密度、平均半径、表面温度和逃逸速度(本质上是脱离环行星轨道所必须的速度) 。
得分在0.8以上的行星被认为是类地行星。为了让你了解这个评级如何运作，举两个例子：金星的ESI得分是0.44 ，而火星的得分是0.64 ，这意味着两者都不是特别适合居住或类似地球。当然，当我们通过分析收集所有这些测量数据，如系外行星的反射光时，我们并不总能得到它们的所有信息。所以有些数据是我们最严谨的猜测。

其他因素也必须考虑在内:这颗行星是否有固体表面，是否有大气层和磁层来保护它免受太空的严酷考验?是否存在某种能源(比如板块构造)?什么化学物质构成了它的大气层?这颗行星是否保持着围绕它的恒星的稳定轨道，使它永远处于适居带?它的主星在光度波动方面稳定吗?它的轨道轴是否有极大的倾斜?对于许多已经被探测到的行星来说，这些信息大多是未知的。
的确，有很多问题需要考虑。目前，天文学家们对地球相似指数的研究得到了有利的结果。事实上，在2020年，天文学家发现了24颗超级宜居行星，它们甚至可能比地球更适合生命存在。
那么除了地球，我们还能在哪里生活呢?
1.格利泽832c

系外行星GJ832艺术图。图源：radialvelocity /Wikimedia Commons
其中最有趣的发现之一是名为格利泽832c的类地行星。距离地球约16光年，位于天鹤座的格利泽832c在适居带内围绕一颗红矮星运行。其距离相对较近，在符合宜居性需求的系外行星中排名第五。
阿雷西博的波多黎各大学行星适居性实验室主任,亚伯·门德斯·托雷斯认为,这颗行星的地球相似性指数是0.81 。我们会继续探索得分更高的行星，但是由于很靠近地球，它就成了一个优秀的选项。
不利的一面是，格利泽832c被认为是一个“超级地球” ，这意味着它的质量比我们的地球大得多(据估计比地球大5倍) 。这意味着这颗行星有着很厚的大气层，可能会使它不适合居住，很有可能更像金星而非地球。
2.KOI-4878.01

图源：NASA AMES/SETI institute/JPL-CALTECH
KOl-4878.01可能是迄今为止发现的最像地球的行星，其可能的得分为0.98(98%) 。有些人甚至称它是迄今为止发现的第一个“第二地球” ，尽管这颗行星的状况尚未得到证实。
它围绕天龙座的一颗F型主序星旋转，距离地球约1075光年。在那里一年相当于449个地球日，这颗行星围绕着一颗比太阳年龄稍大、质量更小的恒星运行。另一方面，据估计，这颗行星的质量在地球的0.4到3.0倍之间。人们相信它从主恒星那里接收到的能量与地球的情况差不多，而且它处于宜居带。
不幸的是，我们需要更多的观测来证实这颗行星不仅存在，而且具有类地行星的所有特性。也许当詹姆斯·韦伯望远镜最终发射升空时，这个梦想将会成为现实。
3.TRAPPIST-1e

图源：NASA
地球相似指数第二高的系外行星是一颗叫做TRAPPIST-1e的行星(如果你能记住的话，也可以叫它2MASS J23062928-0502285e) 。这颗行星很有可能适合移民，因为它不仅在ESI上得分很高，而且在宇宙意义上也相对“靠近” 。
得分为0.95 ， TRAPPIST-1e被认为在大小、质量、密度、表面重力和温度方面都与地球相似。它围绕着宝瓶座距离地球约40光年的一颗“超冷”矮星运行。
有趣的是，它环绕的恒星只有太阳质量的8% ，这意味着它可以存活4到5万亿年(大约比我们的太阳长400到500倍) ，如果人类真的需要冒险移居到另一颗行星，这就增加了它的吸引力。它甚至可能是宇宙中最后熄灭的恒星之一。
然而，考虑到恒星的大小， TRAPPIST-1e必须非常紧密地围绕恒星运行，以便进入宜居带，因此它可能被潮汐锁定。这意味着，就像月球一样，这颗行星的一面一直对着它的恒星。因此，面朝恒星的那一面会非常热，而对面的半球将永远沐浴在黑夜中。当然，它可能有一个所谓的“明暗界线” ，基本上就是一块狭长的土地，那里的温度可能有利于液态水的存在。关于它的大气层是否足够厚，以将热量传递到行星的两侧，也存在一些争论。到目前为止，它仍然是一个可行的探索选项。
4.土卫二

这张合成图像展示了土卫二表面的裂缝是如何喷出水柱的。图源：NASA/JPL Illustration
尽管严格来说土卫二的地球相似指数无法计算，但是如果我们不提到它，那就非常不负责任——土卫二是土星的众多卫星之一，可能是我们太阳系中最宜居的地方。至少提到我们附近的一个天体是很重要的，因为人类可能永远不会发展出完全离开太阳系的技术。
土卫二是太阳系中仅有的已知拥有液态水的地方之一，也有一些证据表明在它冰冷的表面下隐藏着巨大的水冰海洋。它经常向太空喷射水柱，以800英里/小时(400米/秒)的速度喷射水冰，最终形成土星的E环——而且我们已经能够确定它含有什么化学物质。通过研究，我们了解到这颗小卫星拥有“生命所需的大部分化学成分” 。这些间歇泉和散发热量的证据也表明，土卫二的地质活动非常活跃。
人类是否能够移居土卫二仍然未知。在土星和附近卫星的引力作用下，它确实有某种形式的构造活动，这是个好兆头。此外，当太阳膨胀成为一颗红巨星时，这颗温度保持在330华氏度(零下201摄氏度)左右的冰冷小卫星，可能会成为一个温暖的绿洲——假设它避开了太阳的愤怒。
天文学家估计，在我们的银河系中，行星比恒星更多。我们这颗微不足道的行星环绕的只是银河系约2000亿颗恒星中的一颗，所以仅在我们的星系中可能就有多达3.2万亿颗行星!据估计，其中3亿颗行星可能适合居住。我们目前拥有的技术已经找到了超过2500个其他的“太阳系”和4000颗行星，而仍处于起步阶段。谁知道地平线那边有什么令人兴奋的发现呢！

by:Jaime Trosper
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宜居行星|地球相似指数：地球之外，我们还能在哪里生存?

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