「宜居星球」「超級地球」到底是什麼?

上集（Kepler-1649c，又見「地球2.0」？）我們說到，科學家們最近新發現的系外行星Kepler-1649c是一顆「宜居行星」，也是一顆「超級地球」，以至於一時間很多媒體稱之為「迄今為止和地球最像的一顆行星」[1,2]。

Kepler-1649c上的假象圖。這裡的「太陽」，是一顆紅矮星。來源：NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter [1]

且不說是不是真的「最像」，「像地球」這點到底有多重要？

說白了，宜居行星（habitable planets）只不過一個理論溫度上的限制，這個限制條件由兩個因素決定：恆星的輻射能量和行星距離恆星的距離——恆星溫度越高，行星距離恆星越近，溫度就越高；反之則越低，所以不同類型的恆星，匹配的「宜居行星帶」位置和範圍是不一樣的。

FGKM型主序星的宜居帶範圍。來源：PHL

而「超級地球」也不過只是一個大小或者說質量上的限制——大小/質量是否和地球相當。

以前我們強調這些大小和溫度參數，強調「宜居行星」「超級地球」，是因為大個頭的「熱木星」更容易被發現，而早先滿足這些條件的小個頭行星則稀有得多。

但坦白講，隨著觀測能力的提升，這樣的行星必將會越來越多。但在我們可以看到的不久的將來，滿足這些條件的系外行星將多得得數不過來。

當「宜居行星」和「超級地球」逐漸失去它們的「光環」和背後所賦予的過於美好的想像之後，或許到了我們必須重新思考的時候：

說起系外宜居星球，我們到底在尋找什麼？

畢竟，撇去「宜居行星」「超級地球」這樣的用語所帶來的的「暗示」，事實上所謂的「宜居行星」離我們日常通過字面理解/想像出的「適宜生命居住的星球」這種意思是在差了太遠。

其實，宜居行星（habitable planets）還有一個私以為更恰當的名字，叫做金鳳花行星（Goldilocks planets），從某種程度上來說，這個詞可能比「宜居行星」會少一點誤解。

金鳳花行星得名於19世紀的英國童話故事《金鳳花和三隻熊》，這個故事中國孩子可能也聽過，講的是一個叫做金鳳花的小女孩在森林裡進了熊爸爸、熊媽媽和小熊的家裡，感受了不同硬度的椅子和床，品嘗了不同燙度的粥，從中找到了她覺得「剛剛好」的那種——所謂「宜居行星」，也只是在某種限定要求之下的那些「剛剛好」的行星罷了。

金鳳花和三隻熊

至於這種「剛剛好」是不是對生命剛剛好，這不一定。所謂滿足「宜居行星」標準的，頂多只能說是我們理解中的適宜生命居住的一個前提條件而已。

甚至，我們都不知道這僅有的一點必要條件算不算必要的。畢竟，我們也不知道：生命真的需要水麼？生命真的必須是碳基的麼？一顆行星/衛星表面or次表面的熱量一定要通過恆星的輻射來提供麼？如果不一定的話，那麼通過恆星溫度和距離計算的行星表面溫度，就和行星上生命的誕生完全沒有充分或者必要關係了。

總之，別激動。在不久的將來，「宜居行星」「超級地球」簡直不要太多，但這類行星上能否真的孕育生命還很難講，反過來說，不在「宜居帶」範疇內的星球上，也未必就一定不能孕育生命。

哪怕在我們的太陽系內，我們不也已經在逐漸把更多尋覓生命的熱忱從位於宜居帶中的火星轉移到了壓根不在宜居帶的木星和土星的衛星上了麼——劇烈的潮汐加熱作用，冰下的液態海洋，海底的水熱活動，噴泉中的有機物……想像一下，一個深海熱泉口附近孕育的生命天堂它不香麼？

土衛二的水熱活動。來源：NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute

嗨，誰說離了太陽就不行呢？

參考資料

[1] Earth-Size, Habitable Zone Planet Found Hidden in Early NASA Kepler Data

https://www.nasa.gov/press-release/earth-size-habitable-zone-planet-found-hidden-in-early-nasa-kepler-data

[2] Vanderburg, A., Rowden, P., Bryson, S., Coughlin, J., Batalha, N., Collins, K. A., ... & Huang, C. X. (2020). A Habitable-zone Earth-sized Planet Rescued from False Positive Status. The Astrophysical Journal Letters, 893(1), L27.