科學家發現了許多系外行星 ， 但是它們真的“適宜居住”、“類似地球”嗎？這些令人困擾的科學報道 ， 是時候撥亂反正了 。

2013年對于系外行星來說意義非凡 。 人類的新發現和深遠的洞察力著實進一步推開了通向其他世界的大門 。

在2012年里 ， 我們收集到了大量關于地外行星及其多樣性的數據 。 最終 ， 我們似乎也證明了 ， 與我們相鄰的恒星——半人馬座阿爾法B星確實存在至少一顆與地球類似的行星 。 不管從什么評判標準來看 ， 這都是一個巨大的收獲 。
但是 ， 我一直不知道該如何看待類似于“適宜居住的世界” ， “類似地球的行星”這樣的說法 ， 這似乎也困擾著許多科學報道 。 考慮到地球已經繞太陽旋轉了大約45億圈 ， 我覺得是時候撥亂反正了 ， 因為我覺得除了單單尋找第二個地球以外 ， 我們應該有更多的追求 。
首先 ， 當媒體聲稱發現了一個“適宜居住的世界”時 ， 實際情況卻遠比這復雜 。 天文學家和天體生物學家傾向于使用“適宜居住的”這一術語 ， 來簡潔表示星球表面可能存在液態水 ， 暗示該星球的溫度處于水的冰點和沸點之間 。 這同時要求星球表面有足夠的大氣壓力 ， 使得水以液態形式存在而不揮發；還要求有一個大氣層 ， 可以調節照向星球表面及從星球表面反射的輻射之間的轉化 ， 這一般是通過溫室效應來實現的 。
但這才算剛剛開始 。 從以上的標準看 ， 地球也只能說是“部分適宜居住”：地球表面大約85%的區域常年存在液態水（我和我的同事戴維·施皮格爾 ， 克里斯汀·梅努幾年前反復說過的一個事實） 。 所以 ， 嚴格意義上的“適宜居住”也包括了一系列嚴酷的環境 ， 譬如說高壓、高溫氣候以及亞寒帶地區稀薄的大氣 。



如果把2012年發現的系外行星稱為“適宜生存的”或者“可能適宜居住的” ， 那就有問題了：我們現在不僅沒有星球表面或者大氣中是否存在水的相關信息 ， 也不知道那邊的地質歷史或現狀 。 地質物理學則是塊敲門磚 ， 在這里起著微妙的作用 。 地球表面長期（以百萬年計）接近于“適宜居住”的穩定環境 ， 正是地質循環的結果 ， 我們稱之為“碳硅循環”（Carbon-Silicate Cycle） 。 通俗地說 ， 就是沒有火山和地質構造 ， 我們就沒有適宜的氣候 。

雖然這并不意味著這些地外行星不可能處于這一最佳狀態 ， 但這樣說還是為時過早 。
當然 ， 對于“類似地球的”這個詞漫不經心的使用喚起了種種圖像 ， 把我們帶到了另外一個極端 。 這個詞讓我們覺得那些系外星球上也有海洋、沙灘、山脈、大漠、森林、蓬松的白云、柔軟的兔子、夏日和寒冬、酒吧 ， 以及喧鬧的露天集市 。
然而 ， 這完全曲解了科學家賦予這個形容詞的意思 。 它可能只是意味著一顆有著巖石表面的星球 ， 而不是一個被厚實大氣層所籠罩的世界 。 這個詞也可以意味著這個星球和地球有著相近的質量和密度 ， 或者說它是一顆繞著像太陽一樣的恒星旋轉的行星 ， 或者我們只是已經厭倦于說一些類似于“兩倍地球質量物體在近圓軌道上繞著一個與太陽質量相似的、年齡大約40億年的主序星旋轉”這類話 ， 而用了“類似地球的”這個形容詞 。
雖然這在某些程度上只是和語義有關 ， 我還是覺得應該認真對待 。 我相信 ， 當我們提到“類似地球”的時候 ， 它背后的意思就是這個行星與地球是基本等同的 。 也就是說 ， 雖然這個星球對于人類來說是完全陌生的 ， 它的許多物理和化學特質卻與地球非常類似 。 這有點像你在機場租車之前預約了一輛紅色敞篷跑車 ， 但卻被告知已經沒有了 ， 但是你可以租一輛“基本一樣的”汽車 。 這輛車有輪胎 ， 有引擎 ， 如果你愿意的話 ， 也可以一路都開著窗 。

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