惑星の居住可能性
惑星の居住可能性は恒星の理解から始まる。地球のような天体は多数存在するかもしれないが、より大きな系自体が生命に適しているのかも重要である。SETIのプロジェクトフェニックス(英語版)の科学者マーガレット・ターンブル(英語版)とジル・ターター(英語版)は2002年、"HabCat(英語版)"(または"Catalogue of Habitable Stellar Systems"、居住可能な恒星系のカタログ)を作成した。このカタログは、12万個に及ぶ膨大な数のヒッパルコス星表の恒星から、1万7千個をコアグループ"HabStars"として抜き出したものである。そこで使われた選択基準は居住可能な惑星に必要な天体物理学的な要因を理解するための第一歩として丁度よいものになった。
同位体存在比の研究によれば、小惑星帯外縁部に由来する炭素質コンドライトの同位体比は地球のものとよく一致する一方で、彗星の水素同位体比(重水素/水素の比率)は地球の2倍に達することが知られている。彗星の水素と同位体比の低い水素(例えば原始惑星系円盤ガス)が混合したものと考えれば地球の水素同位体比を再現できるようにも思えるが、この方法では今度は窒素の同位体比に食い違いが生じることになる。これらは地球の水の大部分は小惑星帯に由来するという説を支持している。
仮に地球の水が彗星から供給されたのであれば、4つの"生命の元素"はその他の場所でも容易く利用できるはずだ、という考えには疑問が持たれることになる。彗星が無ければ、地球型生命は存在していない可能性がある。居住可能な系となるには、長期間軌道を回っている天体から、内側の惑星に元となるものが供給される必要があるということも、ありそうである。一方で、地球の水が主に小惑星から供給されたのであれば、地球型惑星が集積の過程でそのような領域から物質を取り込むことは珍しいことではないし、水に富んだ天体を内側に供給する天体も必要ではない(#グッド・ジュピターも参照)。また、地球で必要とされる物質ではなく、その他の元素を生命の生化学的な基礎とする可能性もある(代わりの生化学を参照)。
低質量の惑星は、以下の2つの理由から生命を宿す候補としては適さない。
一つ目に、その低い重力では大気の保持が難しいことである。大気を構成する分子は、脱出速度に達しやすくなり、吹き付ける太陽風や衝突などで容易く宇宙空間に失われる。厚い大気を持たない惑星は、原始の生化学に必要な物質を欠き、その地表には少ない断熱効果と乏しい熱移動しかもたらさず(例えば、薄い大気しか持たない火星は、同じような距離にあったとしても地球より寒い)、短波長の放射線や隕石に対する保護効果も少ない。さらに、大気が地球大気の0.6%より少なく、大気圧が4.56mmHg (608Pa) に届かない場合、水は液体の状態で存在できない。水が液体である温度の範囲は、一般的に圧力が低くなるほど低下する(気圧が下がると水の沸点も下がるため)。
二つ目に、小さい質量の惑星ほどその直径も小さくなり、その結果より大きなものと比べて体積(ほぼ質量に比例)と比較した表面積の割合が高くなる(たとえば地球の半分の直径の惑星では、体積は地球の1/8だが表面積は1/4である)。このような天体は、形成時に残ったエネルギーを早く失う傾向があり、その結果地質学的な死を迎え、火山、地震、それに地殻変動による、生命を維持するための資源であり大気の温度も保持する物質(二酸化炭素のような)の供給が失われることになる。