使一个星球适合居住的标准是什么?

Question

最近，我意识到许多因素必须有助于使一个星球宜居，而不仅仅是那些想到的有氧气、合适的温度等。

是什么让一个星球适合居住?有官方的标准吗?我不明白人们怎么能说我们有x美元的官方潜在宜居系外行星，除非有一套标准的标准。

编者:我不确定正确的说法是“宜居”还是“宜居”，但我显然想问的是，是什么因素决定了人类和其他生物能否在一个给定的星球上生存。

Answer 1

环绕恒星的宜居带

有一个几页面这详细地解释了这个概念，但要点是，环绕恒星的宜居带是(我的定义)

类似地球的行星表面可能有液态水的恒星周围区域

然而，随着更详细的观察欧罗巴美国可能存在地下海洋，以及泰坦，其碳氢化合物湖，定义可修改为:

星云:恒星周围的区域，在该区域内天体可以有液态水，或其他适合生命形成的化合物可以出现;或者，在气体巨星周围的区域，卫星可以被潮汐力加热，这样化合物就可以存在。

当然，后一部分只适用于卫星。银河系的宜居带(见在这里和在这里)是另一个稍微不那么明确的宜居行星所在的区域。

你可以根据定义恒星的东西来计算恒星周围的宜居带:主要是恒星的亮度。这是一个难以解释的公式在这里,虽然行星生物学给出一个更显式的推导。这两个重要的方程是:$$r_i = \sqrt{\frac{L_{\text{star}}}{1.1}}$$ $$r_o = \sqrt{\frac{L_{\text{star}}}{0.53}}$$，其中$r_i$和$r_o$是内半径和外半径，$L_{\text{star}}$是恒星的光度。不过，请注意，这些都是对宜居带的传统定义，忽略了非水基化合物和围绕气体巨星运行的卫星的潮汐加热。这Kopparapu等人的pre-print，确实给出了另一个有趣的公式:$$d=\left(\frac{L/L_{\odot}}{S_{eff}} \right)^{0.5} \text{AU}$，其中$S_{eff}$是由该距离的行星的有效温度$T_{eff}$和一些系数决定的参数，以及太阳的$S_{eff}$。但这些发现是相当新的，所以我还是坚持使用旧的公式。

所以宜居带主要是由恒星的亮度决定的。

质量

大气层通常被认为是具有类地生命形式的行星的必要条件。低质量的天体，比如月球，不能抓住一个，这也是月球不像行星那样引起人们兴趣的原因之一。除其他外，大气可以使地球保持良好的温度，并允许独特的气候形成。作为这个网站它们还有助于保护地球免受紫外线等辐射的伤害。我们的臭氧层在这方面真的很有帮助。

质量并不是帮助物体保持大气层的唯一因素。例如，土卫六的质量相对较低(虽然相对于卫星来说质量较高)，但它仍然有一种氛围．这是因为太阳风在土卫六与太阳的距离上非常微弱，而太阳风会损害大气层。

进一步解释一下gansub提到的:磁场很重要，因为在帮助行星保持大气层方面，它们非常有用。卢曼和罗素解释说《火星:磁场与磁层》在美国，火星很久以前就失去了磁场，所以太阳风正在逐渐将其剥离，尽管速度非常缓慢。

旋转

这一节是基于这篇论文，作者Yang等。它也是最近发生的，所以要记住这一点。

在我开始讨论这篇论文之前，我想说:自转是有帮助的，因为它可以防止地球的一边被烤焦，而另一边结冰。公转的行星不是最适合生命生存的地方。一个相当快的旋转真的很有帮助。

无论如何，Yang等人得出了这样的结论(如他们的开篇所述):

行星自转速率是决定大气环流和云的空间格局的关键参数。由于云可以对行星辐射平衡施加主要控制，旋转速率可能是决定行星平均气候的关键。

换句话说，旋转有助于云，而由于云有助于控制地球的气候，适当的旋转速率可以使气候不那么极端。

Answer 2

通常，当科学家们在其他星球上寻找可能的生命(又名宜居星球)时，他们会寻找有液态水或其他基本液体的地球。如果一个世界有某种溶剂和某种类型的地质活动(这是一种热量和分子多样性的来源)，那么它就可能被认为是我们所熟悉的生命类型的“适宜居住”。然而，如果一颗行星有一些奇怪的特征，会导致周期性的极端事件(例如高椭圆轨道)，它的环境就不太稳定，因此不太可能支持生命。看看这个主题的网站:http://lcogt.net/spacebook/what-are-requirements-life-arise-and-survive或者参考评论中提到的维基百科http://en.wikipedia.org/wiki/Planetary_habitability

Answer 3

除了液态水和板块构造之外，很少有其他条件是全球磁场和行星与主恒星的距离。

关于这一主题的最新综合评论，请参阅这篇文章-

http://www.geology.wisc.edu/~astrobio/docs/Lammer_et_al_2009_Astron_Astro_Rev.pdf