除地球外哪个星球最宜居？

除地球外哪个星球最宜居？这个问题凡是给出肯定答案的，多半都不靠谱。要想找到最宜居的行星，你得先知道行星宜不宜居到底如何判断。

上回我们从相似性角度介绍了一颗与地球十分相像的系外行星 —— 开普勒-452b。这颗行星不仅个头和地球差不太多，就连它的母恒星都和我们的太阳极为相似。加上公转周期只比地球多了 20 天，综合来看，可以说它是迄今为止最像地球的系外行星。

但是如果不考虑恒星，仅就行星本身来说的话，其实有不少行星比开普勒-452b 更像地球。针对与地球相似性的这一问题，甚至有科学家专门提出了一个“地球相似指数（ESI）”的概念。该指数主要由行星的半径、密度、表面温度等参数综合计算后得出，其范围在 0~1 之间，地球的值为 1，得数越接近 1 说明这个星球与地球越像。

需要注意的是，这个 ESI 并不能代表行星的宜居性。因为 ESI 的算法只考虑了那几个最主要的参数，但是影响行星宜居性的因素有很多。比如说行星有没有大气层，大气层是由什么构成的；接收到的恒星辐射具体什么样；还有像是行星有没有被潮汐锁定、有没有磁场、有没有卫星等等等等。

总之，行星的宜居性是个非常复杂的问题，远不是几个简单的因素就能决定的。有些行星看起来和地球差不多大，有着很高的相似度，但是实际上它可能并不宜居；而有些行星虽然看起来比地球大一些或者小一些，但由于其他方面更合适，所以即使相似度不高，也有可能更宜居。说实话，对于一颗系外行星宜不宜居，现阶段包括未来很长一段时间，我们都无法给出肯定的答案。

尽管 ESI 并不代表宜居性，不过考虑到这个值毕竟是参考地球算出来的，它在初步判断行星宜居性方面还是有一定参考价值的。比如拿地球的邻居金星和火星来说，金星乍一看明显比火星更像地球，但是它的 ESI 只有 0.44。相比之下，火星比地球小得多，同时还缺少大气层，但人家的 ESI 竟然有 0.7。

对于大部分的气态行星，尤其是距离恒星很近的热木星以及距离较远的冰巨星，它们的 ESI 一般都在 0.5 以下，可以说是极不宜居。只有小部分温度适中的岩质行星（包括海洋行星），以及太阳系里木星土星周围的一些卫星，它们的 ESI 可以达到 0.5~0.7 之间。

目前，能够达到 0.7 以上的几乎都是系外行星。没错，最像地球的竟然都在太阳系外。毕竟地球已经占据了太阳系中最有利的位置，再有像地球这么宜居的，那只能在其他恒星周围去找了。

比如上回介绍的开普勒-452b，它的 ESI 有 0.83，距离我们 1800 光年。你可能想不到，距离我们最近的系外行星比邻星 b，它的 ESI 竟然有 0.86。可见，只要是个头和地球差不多的岩质行星，完了再位于宜居带附近，那它的 ESI 都不会太低。

那么目前 ESI 最高的系外行星有多高呢？它就是 2019 年确认的蒂加登星 b（Teegarden's Star b），ESI 高达 0.95！

蒂加登星 b，顾名思义它是我们在蒂加登星周围发现的首颗行星。蒂加登星是一颗距离我们只有 12 光年的红矮星。这颗恒星非常小，非常暗淡，以至于虽然它距离我们只有 12 光年，但是直到 2003 年，它才被人们从小行星跟踪数据中意外发现。

蒂加登星的质量还不到太阳的 1/10，它甚至险些没能启动内部的氢聚变而沦为一颗褐矮星。它的个头更为夸张，作为一颗恒星，它竟然和木星差不多。如此迷你的一颗恒星，它的表面温度只能达到两千多度，光度更是不及太阳的十万分之一。以至于即使把它放到太阳系内，仅凭肉眼你也看不到它，因为它的光谱几乎弱到只能覆盖红外波段。

对于这样一颗看都看不见的恒星，它周围的行星是咋发现的呢？光度太低，凌日法肯定指望不上，所以只能靠视向速度法。也就是通过分析恒星光谱的多普勒变化，来判断恒星是否存在轻微的摆动。假如附近真有行星，行星的引力多少会对恒星产生点影响，这个影响能够通过恒星的光谱反映出来。

视向速度法虽然看不到行星，但它的好处是对行星质量的计算比较准确。天文学家计算出蒂加登星 b 的质量在 1.05 倍地球质量，然后再结合其他数据推测，它的大小应该也和地球差不太多。这样一来，这颗行星的表面重力几乎就和地球一样。万一未来有一天人类真能上去的话，倒是不用担心重力适应问题了。

有意思的一点是，蒂加登星非常接近黄道面（就是地球绕太阳运行的轨道面）。从蒂加登星方向看我们，我们有相当长的时间会处于凌日区内。这意味着，假如蒂加登星 b 上有“蒂加登人”的话，那么从 2044 年到 2496 年这四百多年里，它们都能看到地球从太阳前面经过的这一“地球凌日”现象。

那蒂加登星 b 上到底会不会有外星人呢？

虽然蒂加登星 b 的母恒星是颗超冷的红矮星，不过这颗行星靠近宜居带。通常来说，越小的恒星宜居带越近，所以这颗行星距离恒星非常近，以至于它实际接收到的恒星辐射并不会比地球少。行星表面的温度推测可能在零度以上，甚至有可能达到 50℃。

正如一开始说的，行星的大气会给表面温度带来很大影响。如果平衡温度都这么高，再加上大气层的保温，这岂不又是一个炼狱般的金星？

别忘了，这颗行星可是距离恒星非常近，只有 0.025 个天文单位，大约只是水星到太阳的 1/16。这意味着，作为一颗类地行星，想要在恒星脸跟前保住自己的大气层，这多少有点强人所难了。天文学家估计，蒂加登星 b 拥有大气层的可能性仅有 3%。

没有大气层，虽然听起来不是什么好消息，但仅就表面温度这一个指标来说，似乎有那么点“恰到好处”。

既然有了合适的温度，作为“生命之源”的水出现在这个星球就很合理了。天文学家估计，这里液态水存在的可能性高达 60%。既然有水就好办了，只要水管够，哪怕没有大气层，生命依然有生存下去的可能性。

没错，生活在海底。

因为水本身也可以在一定程度上起到大气层的作用，一样可以阻挡辐射、保持温度。你想啊，以前是厚厚的气体为地表生物提供保护，现在是海洋中的液体为水下生物提供保护，大体上一个意思。

虽然有了合适的温度以及液态水，但是对于这颗行星来说还有个要命的地方，就是它大概率已经被恒星潮汐锁定了。就像月球被地球潮汐锁定一样，我们永远只能看到月球的正面。对这颗行星来说也是一样，它永远只有一面朝向恒星，另一面永远是黑夜。

对于这样一颗一半是永昼一半是永夜的星球，它上面即使有水，可能也都被困在了永夜的那一边。那刚才说的平均气温和液态水岂不没了意义？毕竟，一边是铄石流金，一边是滴水成冰，难道生命只配蜷缩在晨昏线上吗？

通过气候模型分析科学家发现，如果它的母恒星能够持续安静一段时间的话，那么这颗行星可能会形成少量的大气。这一样来，也许只需要 1/10 的地球大气就能让该行星建立一套循环机制，把恒星的辐射热量从永昼的这一侧运送到永夜的那一侧。只是潮汐锁定带来的缺少磁场的问题，可能使得好不容易形成的大气又被恒星风吹散。

不过天文学家也发现，蒂加登星的年龄应该在 80 亿岁以上。如今的它已经不再年轻气盛，目前正处于相对安静的时期，这在一定程度上也为生命的孕育带来了机会。

参考资料

• [1] https://phl.upr.edu/projects/earth-similarity-index-esi

• [2] https://phl.upr.edu/hwc

• [3] https://en.wikipedia.org/wiki/Teegarden%27s_Star

• [4] https://en.wikipedia.org/wiki/Teegarden%27s_Star_b

• [5] https://exoplanet.eu/catalog/teegarden_s_b--7140/

• [6] http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/Teegarden's_b.html

• [7] https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2019/07/aa35460-19/aa35460-19.html

• [8] https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/201935460

• [9] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1384107623000258

本文来自微信公众号：Linvo 说宇宙 （ID：linvo001），作者：Linvo

广告声明：文内含有的对外跳转链接（包括不限于超链接、二维码、口令等形式），用于传递更多信息，节省甄选时间，结果仅供参考，IT之家所有文章均包含本声明。