生命是宇宙的奇迹，它的出现不仅对星球的各个属性要求极高。到目前为止，不论是太阳系还是整个宇宙，人类都没有在地球以外的世界发现生命的痕迹。

 

 

不仅如此，生命的出现，还带有一定的偶然因素。比如在太阳系，虽然孕育生命的行星只有地球，但这绝不意味着只有地球适合生物存在。我们在寻找地外生命的时候，参考的一个最重要指标就是宜居带。

 

“暧昧的”宜居带

 

尽管宜居带的概念还没有一个明确的定义，但是它必须满足一些公认的要求：距离恒星不能太远也不能太近，以保证表面温度适宜，能够存在液态水；受到宿主恒星的辐射不能太强，给表面的生物提供一个安全的生存环境……

 

 

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（图片说明：金星、地球和火星都曾经拥有宜居的环境）

 

仅仅在太阳系内，就有三颗行星位于宜居带内：金星，地球和火星。遗憾的是，虽然位于宜居带内，但金星和火星自己不争气，金星表面几乎就是我们心中地狱的模样，而火星则有望成为人类的下一个家园，但是凭借它自己的能力想孕育生命还有些困难，或许在几亿年前，它的表面环境还有望勉强孕育一些微生物。

 

对于太阳系的行星来说，我们还能通过探测器来实际观察其表面环境，甚至带回岩石样本检测生命迹象。而对于系外行星，我们不可能直接观测它们是否有生命存在。因此，宜居带的概念也就显得更加重要。

 

太阳系“弱爆了”

 

 

最近的一项研究表明：在宇宙中的其他恒星系中，宜居带行星数量可能比太阳系还要多。如果条件足够合适，甚至一颗恒星周围就有7颗宜居带内的行星，比太阳系多了一倍还不止！

 

这个推测来自于加州大学河滨分校的天体生物学教授Stephen Kane，他和来自于加州大学伯克利分校、SETI研究所的卡尔·萨根宇宙生命研究中心等8个高校、机构的同事们共同进行了这次研究。

 

Kane在这项研究中，重点参考了他一直深入研究的恒星——TRAPPIST-1。TRAPPIST-1是科学家在1999年发现的恒星，距离我们约39.13光年，半径仅有太阳的1/8，表面温度也只有太阳的一半。当时谁也没想到，这颗恒星居然如此特别。

 

 

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截至2017年2月，科学家已经在它的周围发现了7颗系外行星，使它成为了目前已知拥有行星第三多的恒星，仅次于太阳和开普勒-90。更惊人的是，这7颗行星都是和地球一样的岩石行星，而且至少有3颗位于宜居带内，拥有着孕育生命的基本条件，分别是TRAPPIST-1e、f和g。

 

尤其是在发现了其他红矮星周围的大量岩石行星后，科学家们不禁陷入了沉思：一颗恒星周围到底能容纳多少颗宜居的行星？

 

超级太阳系

 

为了回答这个问题，Kane等人利用计算机创建了一个模型，并利用这个模型系统对各种光谱类型的恒星及其周围不同尺寸、轨道的行星进行了推演。

 

 

（图片说明：蓝色恒星代表着更高的温度）

 

恒星的分类是最先需要考虑的问题，因为年轻的恒星更加巨大、亮度和温度也更高，所以宜居带距离恒星也更远一些；相反，那些年龄比较大的恒星，温度相对低一些，所以宜居带相对更靠近恒星。

 

此外，他们还考虑了天体之间的引力作用，参考了每一颗行星在长达数百万年时间里的轨道变化和相互影响。

 

结果显示，光谱上分类为O型、B型或者A型的恒星，也就是呈现出蓝色、白色的高温恒星，拥有着更宽广的宜居带，最多甚至可以容纳7颗宜居行星，比太阳系多了一倍还不止。而在和太阳类似或者更低温的恒星，也就是分类为G型、K型和M型的恒星中，宜居带内最多可以容纳6颗恒星，我们的太阳也只是中下游的水平。

 

 

（图片说明：科学家对不同恒星宜居带范围的描述）

 

这个结果可以说是非常令人震惊的，我们始终认为太阳系和地球都是得天独厚的，因此才孕育了生命。但或许，就像天文学上有超级地球的说法一样，宇宙中还有“超级太阳系”。更惊人的是，以前所谓的超级地球是超级像地球，但或许宇宙中真的有那种超越了地球的宜居行星存在，而我们只是“普通地球”。换句话说，地外生物甚至是地外文明，出现的可能性或许超过了我们的想象。

 

这两种最多的情况，都有一个重要的前提：引力的稳定性。虽然严格意义上说，行星的轨道都是椭圆形，但偏心率越低，彼此相遇甚至碰撞的概率也就更低，这可以为生命的孕育提供更稳定的环境。尤其是，如果我们真的希望看到最好的情况，那么这6颗或者7颗行星一定在有限的宜居带范围内十分拥挤，碰撞概率大幅增加，这对于它们的稳定轨道提出了更高的要求。

 

 

（图片说明：木星的强大对太阳系其他行星的影响极其巨大）

 

因此，这些行星的体积越小越好。也就是说，对于两种光谱恒星的最佳条件是：不可以有木星这样的气体巨星存在。

 

有趣的是，正是这个条件，让一颗目前还没有发现任何系外行星的恒星进入了他们的视线。

 

0发现，却备受关注

 

Beta Canum Venaticorum（简称Beta CVn）是一颗距离我们大约27.5光年的恒星，光谱分类为G，和我们的太阳一样。Kane和他的同事们是这颗恒星的发现者，却没有在这里发现任何系外行星。对于这个情况，他们反而十分兴奋：这意味着Beta CVn很有可能并没有巨大的行星，只是有一些难以观测到的较小的行星。

 

 

根据我们上面的介绍，Beta CVn的宜居带内也有可能拥有大量的宜居行星，并且轨道相对稳定，因此被Kane等人看作是寻找地外生命的最佳候选者之一。

 

Kane的团队相信，宇宙中还有大量类似的恒星，不仅没有气体巨星，而且还坐拥大量位于宜居带的岩石星球，这大大提升了地外生命出现的概率。他们希望，下一代望远镜能够更多地观测这种暂时还没有发现行星的恒星，找到那里的类地行星。甚至它们可以凭借更加先进的光谱设备，直接检测到这些行星的化学成分，从而推测它们到底有多宜居。

 

 

（图片说明：比邻星是距离太阳最近的恒星，同样没发现有气体巨星，并且已经有一颗类地行星比邻星b被发现）

 

Kane指出：这样的研究并不仅仅是在太阳系以外寻找生命那么简单，还可以从侧面反映地球的历史。我们可以通过对这些宜居带行星的观测，了解地球是如何从最初的荒芜一点点变得宜居的，甚至可以推测未来可能出现的变化。

 

生物是宇宙的奇迹，但也代表着宇宙的奥秘。我们追寻地外生命的脚步不会停止，这也是我们了解这个宇宙的必经之路。也许地外生命甚至是文明真的像Kane等人推测的一样广泛存在又或者地球真的那么独一无二。不论是哪种情况，我们都渴望问出最简单也最复杂的问题：为什么？

 

 

这个问题被解答的一天，也将是我们真正理解宇宙的那一天。