惑星の居住可能性
プレートテクトニクスについては、少なくとも地球では特に重要なことであるように見える。それは物質を循環させ重要な化学物質や鉱物を再生するだけではなく、大陸を作り出し環境の複雑さを増して生物多様性を育むとともに、地球の磁場を生成するのに必要な対流を生み出す助けにもなる。なお、地球以外で活発なプレートテクトニクスもしくは類似現象が起こっている可能性が高いとされる天体は、現状沈み込み帯と思われる地形が観測されたエウロパのみである(岩石地殻ではなく、氷地殻が変動する形)。
"低質量"というのは一部相対的な呼び名である。地球は太陽系の巨大ガス惑星と比較すると低質量であると考えられる。だが、その直径と質量は太陽系の地球型惑星の中で最大であり、密度も最も高い。その重力だけで大気を保つのに十分なほど大きく、また溶融したコアが熱機関として残るのに十分なほどにも大きくあり、その表面には様々な地質学的な動きがある(惑星のコアでの元素の放射性崩壊は、惑星の加熱にとって重要な要素である)。対照的に火星は地質学的な死に近く(あるいは既に死んでいるとも考えられている)、その大気のほとんども失われている。
惑星の居住可能性(わくせいのきょじゅうかのうせい、英: Planetary habitability )は、ある天体で生命が発生しうる、また発生した生命を維持しうる可能性についての指標である。
恒星のスペクトル型は光球の温度を示し、それは(主系列星では)星の質量と関係している。"HabStars"として適切なスペクトルの範囲は、今のところ"F"か"G"から"K"の中間辺りまでだと考えられている。これは、7,000K~4,000Kの温度に相当する。太陽はこの範囲のちょうど中間に位置するG2の恒星である。この種類の"中間の星"は惑星の居住可能性にとって重要と考えられる特性を多く持っている(ただしこの基準は太陽を中心として考えられたという節があり、太陽はあまり生命の居住に適さない恒星であるという可能性も皆無ではない)。
少なくとも10億年以上は存在し、生命が発展するのに十分な時間がある。より光度の高い"O"型、"B"型、それに"A"型の主系列星は、通常10億年未満、場合によっては100万年程度しか存在しない。
重要な大気中のオゾン等を生み出す要因となる、短波長の紫外線を放射する。なおかつ、その紫外線は初期の生命をイオン化により破壊するほどではない。
液体の水が、その軌道の自転と公転の同期を起こさない程度の距離を回る惑星の表面に存在するかもしれない(次の「安定したハビタブルゾーン」を参照)。
これらの恒星は、"熱すぎ"も"寒すぎ"もせず、生命が誕生する機会を持つほど十分長く存在する。このスペクトルの範囲は銀河系の恒星のうち5~10%だと思われる。また、もっと暗い"K"や"M"("赤色矮星")の恒星が居住可能な惑星を有するのに適しているかは、これらが多数存在していることもあり、おそらく惑星の居住可能性を考える中で最も重要な問題である。これについては、以下の「代わりとなる恒星系」で広く議論する。
連星の重力は惑星の形成を妨げるかもしれないことから、惑星が形成されるかどうかも長い間判っていなかった。カーネギー研究所のアラン・ボス(英語版)による理論は、単独の恒星の場合と同じように、連星系の恒星の周囲にも巨大ガス惑星が形成できることを示した。
太陽に最も近い恒星系アルファ・ケンタウリは、居住可能な惑星を探す際、連星をその対象から外す必要は無いという事実を示している。ケンタウリAとBには最接近時で11AUの距離があり(平均は23AU)、それぞれが安定したハビタブルゾーンを持つと考えるべきである。シミュレーションによるこの系の中で惑星が長期間安定する軌道の研究では、惑星はどちらかの恒星から約3AUの位置なら安定して残る可能性が示された(すなわち、軌道長半径の逸脱は5%以下)。ケンタウリAのHZは控えめな見方では1.2~1.3AUで、ケンタウリBは0.73~0.74AUだと見積もられる。居住可能性を満たすためには、これらの軌道とHZ双方の条件で安定した領域でなければならない 。
その他の基準として、軌道と自転という特性の影響を確定することは重要な点である。離心率の高い軌道は、惑星が主星に最接近した時と最も遠い時の違いを生むことになる。離心率が高ければ高いほど、その惑星表面の温度変化も大きくなる。しかし、生物はそれらの悪条件に適応することができる。とはいえ、この変化に耐えられるのは生物だけであり、もしその変化が惑星の生物のための液体(例えば、地球の水)の融点と沸点両方の範囲内であればの話である。例えば、地球の海洋が沸騰と凝固を交互に繰り返しているとしたら、そこに既知の発展した生命を想像することは難しい。より複雑な生物ほど、大きな温度差には敏感である。地球の軌道はほとんど完全に円形であり、離心率は0.02以下である。水星を除く太陽系の他の惑星も、同じような良好な軌道を持っている。
集められた太陽系外惑星の軌道のデータは、多くの研究者を驚かせた。その90%は太陽系で見つかっている惑星よりも大きな軌道離心率を持っており、その平均は実に0.25であった。ただしこれはサンプルの偏りによる結果だということが十分考えられる。
惑星の自転は惑星に季節が存在するかどうかに影響する。