寻找超宜居星球
2012年，在研究气态巨行星的大质量卫星的宜居性时，我第一次开始思考，一个更适宜生命生存的世界会是什么样子？在太阳系中，最大的卫星是木星的木卫三（Ganymede），它的质量只有地球的2.5％，这么的小质量，无法像地球那样保持住大气层 。 不过我意识到，在其他行星系统里，卫星具有地球那么大的质量是可能的，这些卫星位于巨型星周围的宜居带内，因此可以拥有与地球类似的大气层 。
【地球并非最宜居的星球？】这些大质量的“系外卫星”可能是超宜居星球，因为它们可以给星球上可能存在的生物圈，提供更多样化的能量来源 。 地球上的生物基本依靠太阳光，与地球生物不同的是，超宜居系外卫星的生物圈还可以从它旁边的巨行星辐射或反射光中获得能量，甚至从巨行星的引力场中获取能量 。 当卫星围绕巨行星旋转时，潮汐力会把卫星的壳层反复弯曲，产生的摩擦力将从内部加热卫星 。 科学家认为木卫二和土卫六（Enceladus）上存在次表层海洋（subsurface ocean），这种潮汐加热现象或许就是次表层海洋产生的原因 。 对大质量的系外卫星来说，能量的多样化可能是把双刃剑，因为多种能量重叠在一起，微小的不平衡，就能轻易让那个世界变得不再宜居 。
另一方面，在已经确认和疑似系外行星的列表里，或许就有超宜居行星 。 在上世纪90年代中期，研究人员发现了第一批系外行星，它们全部是质量接近木星的气态巨行星，而且距离它们的恒星非常近，不可能有生命存在 。 不过随着时间的变化，行星搜索技术有了很大的提高，天文学家逐渐找到一些更小的、运行轨道更远、更温和的行星 。 近些年发现的大部分行星都是所谓的超级地球（super-Earth），它们都比地球重，但不超过地球质量的10倍，它们的轨道半径介于地球和海王星之间 。 事实证明，在其他恒星系中，这类行星非常普遍，但是在太阳系中却没有这样的行星，这使得太阳系看起来有点另类 。
很多更大、更重的超级地球，它们的半径尺寸可能暗示着，这些超级地球上存在厚重的大气层，所以这些超级地球更像“小号的海王星”而非“大号的地球” 。 不过对于那些更小的、半径是地球两倍左右的行星，其构成也许和地球类似，包含铁元素以及岩石，如果它们的轨道恰好位于宜居带，那行星表面也许还有大量的液态水 。 我们现在知道的很多可能的岩态超级地球，都是围绕着所谓的M型和K型矮星旋转，这些恒星比太阳更小更暗，也更加长寿 。 我和合作者——韦伯州立大学的物理学家约翰·阿姆斯特朗（John Armstrong）最近开展了模拟工作，结果显示，从某种程度上说，正是因为轨道中心的恒星较小，超级地球更适宜生命存在，被认为是超宜居星球最有力的候选者 。
（作者：勒内·埃莱尔/René Heller，加拿大麦克马斯特大学博士后研究员；翻译：易疏序，中科院高能所粒子天体物理专业博士研究生）

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