理论基础 “宜居带”也叫“适合居住带”。分多种生命对象讨论,一般研究的是“动物的宜居带”。对于任何动物、植物、以至于微生物来说,都会有一个最合适其生存的地带。如果把地球上所有生物以及它们在不同演化阶段所需要的不同条件加以总结,将这些条件扩展到所需行星的条件、太阳的条件甚至是恒星系的条件等,就有了“宇宙宜居带”的概念。宇宙的大部分空间对于生命来说是险恶之地,只有很少的地方能成为生命的绿洲,并为生命的出现与发展提供合适的大气、适宜的温度、液态水。虚无的空间、炙热的恒星、气态的行星表面都难以驻留生命。似乎很难明确的给出生命所需要的环境条件。地球为生命提供了最基本的环境之后,无论在哪个方面都为生命提供了一个完美的栖息场所,而地球又是迄今为止发现的唯一一颗有生命驻留的星球。 对“宇宙宜居带”的讨论,需要从空间、时间、生物多样性等几方面进行。对于天文学家来说,“潜在宜居”行星是那种可以维持生命存在,但不一定能让人类生存的星球。宜居性取决于许多因素,但液态水和大气是两个最为重要的因素。一颗行星的引力会造成其主恒星的径向速度定期出现变化,而多颗行星会使得其主恒星运动出现复杂的摇摆活动。 [1] 宜居要素 位置 作为驻有各种生命的理想场所,地球一个最重要的特点就是其所处的位置,即与太阳的距离。与太阳最合适的距离是定义“宜居带”的基础,在该地带可能会有与地球相似的行星存在。宜居带中的行星接受恒星所辐射的热量即不会少得使水结冰,也不会多得使水沸腾,刚好维持一个液态的海洋。宜居带的范围应该由外部边缘的低温和内部边缘的高温限定。太阳系的两个邻居——金星和火星给出了宜居带外部边界的例子。如果与太阳的距离近,行星表面就不会存在液态海洋,像金星;太远,又会被冻结。 如果将地球向外移动一些距离,或者减弱太阳辐射,就会使地球的表面温度降低直至冰雪覆盖。渐渐的二氧化碳也被冻结,形成干冰颗粒组成的云层,最终它们被冻结在两极形成冰盖。宜居带的宽度取决于该行星与地球的异同,以及恒星的大小、年龄等。在一个有一定碳含量的岩石行星表面,如果有一个稳定的液态海洋,它就具备了产生和驻留生命的条件。相对于地球的轨道而言,金星与太阳的距离近了30%,而火星远了50%,如果从接受阳光的角度来说,金星需要减少一半,而火星则需要增加一倍才可以。 生物 对于类地行星来说,动物的宜居带是这样一个范围:该行星可以在表面维持一个液态的海