地球2.0：天文学家想找到比地球还适宜居住的星球

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寻找外星生命的关键之一是找到天文学家所说的地球2.0——一颗在地球上看起来像双胞胎的外行星。我们希望世界能有我们生存的条件。

但是芝加哥大学的博士后研究生斯蒂芬妮·奥尔森说，为什么不首先考虑是什么让地球适合居住，然后再找到一个更合适的星球呢？不是另一个地球，而是一个比地球更适合居住的星球？

奥尔森上周在美国华盛顿贝尔维迪尔举行的第19届天体生物学大会上解释了地球适于居住的部分原因，即海洋中的洋流。不是表面的水流，而是让海水从深海上升的水流。

她说，这种洋流非常重要，因为地球上绝大多数生命集中在海洋较浅的部分，那里有足够的光合作用。

但是在这些水域中生长会导致它们营养的耗尽，因为生物体会吸收水中所有的营养。更糟糕的是，随着这些生物的死亡，它们中的一些会将这些营养物质带回深海，而不是在腐烂时释放到表层生态系统。

因此，没有上升流，深海将变得越来越有营养，而地表水将变得越来越枯竭。

奥尔森说:“如果你看看地球海洋中的光合作用图，你会发现它主要集中在上升流发生的地区。”。

她说，这意味着一个健康的生物圈需要一种机制将深水带回到地表。

在地球上，这是由地面风引起的，尤其是将大片陆地吹向海洋的风。这些风将地表水从陆地上吹走，从而从深处吸取水来代替陆地上的水。奥尔森说，这就是为什么地球海洋中许多最具生产力的区域位于大陆边缘。

为了了解哪个行星最有可能产生这种影响，她模拟了一些参数的影响，从质量、半径、离太阳的距离到季节强度。

但是只有两个是真正重要的——大气密度和一天有多长。在这两种情况下，地球都不在列表的顶端。

密度大的大气会产生更强的风，这可以从深处产生更快的养分循环。白昼比地球长的行星似乎比产生这种风的行星稍长。

这意味着拥有更多的陆地面积、更稠密的大气层和更长的白昼可能是我们所知道的更适合生存的星球。

她还指出，对系外行星的研究正接近这样一个阶段:也许我们可以从数以千计的系外行星中找到比地球更好的行星。

同样，大气密度也可以由其颜色决定。她说，在地球上，“我们有一个蓝色的大气层，因为它散射光线，而这只有在稠密的大气层中才会发生。”

奥尔森说，行星并不是唯一适合人类居住的行星。

加州大学河滨分校的研究生米歇尔·希尔(Michelle Hill)指出，到目前为止，在其他太阳系中寻找可居住世界的工作主要集中在行星上，而外星太阳系可能也有可居住的系外行星:围绕一颗巨大行星运行的类地行星。巨行星本身不适合居住，但它们与太阳之间的正确距离将使它们的卫星，即我们正在寻找的类地行星，既不热也不冷，而且温度合适。

到目前为止，只有一颗这样的系外行星被发现，还没有被完全证实。

希尔说，系外行星猎人在所谓的可居住区发现了数量惊人的巨型行星。这些行星以中等距离围绕着它们的“太阳”旋转。目前，没有明显的理由相信这些行星没有大型卫星。

“这可能会扩大对生命可能存在的世界的探索，”她说。

她说，事实上，这些卫星可能比围绕类似恒星运行的行星更适合居住，因为它们有更多的潜在能量来为生物圈提供燃料。

希尔说，它们不仅仅依靠太阳的能量，它们还会被周围的巨型恒星系统反射的光变暖。它们也可以被围绕基本恒星旋转时产生的潮汐能内部加热。

希尔说:“他们的能量更加多样化。正因为如此，这些卫星的可居住区域(离太阳的距离适中，但热量不会冻结)可能比它们主要行星的可居住区域更宽。”

希尔和奥尔森的发现都是天体生物学成熟的例子。这个领域最近被斥为“没有学科的科学”(因为没有人发现过外星生命形式)。现在，天体物理学已经成为一个日益成熟的研究领域。

美国宇航局高级概念创新计划的高级科学顾问罗纳德·特纳说，部分原因是外行星是真实的，非常普遍。

然而，新天体生物学的代表是奥尔森渴望找到理想大陆的分类、天数和大气压力，同时也受到制造更好望远镜能力的爆炸式增长的启发。特纳说:“过去十年的技术发展推动了这个新时代的到来。”

蝌蚪工作人员编译自cosmosmagazine，译者李同信，经授权转载