大学・问｜什么星球适合人类居住？

根据《国家空间科学中长期发展规划》(2024-2050)，中国正式宣布探索太阳系星体和系外行星的宜居性，探索地外生命。什么样的星球适合人类生存？探索地外生命的方法和难点是什么？南京大学天文与空间科学学院周礼勇教授解读了这一点。

怎样判断一个星球是否宜居？

周礼勇教授说，宜居是指适合生活的条件。液态水的出现是判断星球是否宜居的关键。星球与母恒星的距离尤为重要。如果星球离恒星太近，水就会以气体的形式存在；如果距离太远，水就会冻结成冰。因此，星球必须位于“适居区”，这个区域的温度适合液态水的出现，为生存提供了基础。

行星轨道的稳定性也是一个重要因素。行星轨道最好接近圆形，而不是高偏心率的椭圆形。偏心率高的行星在轨道上运动时会经历极端的温度变化。最近温度太高；在遥远的日子里，温度太低，这对生命的存在非常不利。行星轨道应相对稳定，以确保适当的气候条件能够长期存在，并给生命足够的时间发生和进化。

宜居星球的大小不容忽视。周礼勇教授说:“一颗宜居行星，我们大概希望它的大小和地球差不多。”这种行星引力适中，可以维持生命所需的条件；如果行星太大，像木星一样，引力可能太强，大气太厚，压力太大，生命存在的可能性低。

除了行星，一些卫星也可能成为宜居环境。以太阳系中的木星和土星为例。他们的一些卫星可能有液体水，甚至生命的希望可能隐藏在冰下。例如，土卫六有密集的大气和液体甲烷湖，极低的温度，但有复杂的有机化学环境。因此，冰卫星也被认为是寻找宜居环境的重要选择。

定位检测目标会考虑哪些方面？

周礼勇教授说，在实际测试过程中，首先要了解测试目标的普遍性。以火星、冰卫星和冰巨星为例。这些星星离我们不远。火星和地球之间的最长距离超过4亿公里，最近的距离约为5500万公里，都在人类可以探索的范围内。

另外，对于检测星球环境是否具备生命存在的条件也很重要。比如火星和地球环境差不多，它们的温度、大气等条件可能适合生命的孕育。对于冰卫星或冰巨星来说，它们的表面覆盖着厚厚的冰，液体海洋在冰下。周礼勇教授说:“虽然大行星的一些卫星表面温度较低，但它们可能会有隐藏的‘冰下液体海洋’，这可以为生命的存在提供一个合适的环境。”

什么是宜居行星探测的方法和难点？

周礼勇教授说，生命的信号可能存在于宜居行星的大气中。“比如我们现在看到大气中有甲烷。许多人认为与氧气同时存在的甲烷是由生命活动产生的，还有一些指标气体，如二氧化碳。”目前，间接检测太阳系外宜居行星的方法主要是检测行星大气的主要成分。

因为太阳系外行星离地球太远，信号太弱，其实很难检测到系外行星的大气。主要问题是，如果恒星的信号太强，所有相关行星的大气或行星的信号都会被吞噬。有一种方法可以检测行星的大气，那就是通过凌星的瞬间——所谓凌星，就是行星通过恒星——观察恒星的光线有什么变化。

“你可以想象一下，一颗大气行星从恒星前面经过，一些恒星光从行星的大气中穿过，到达我们的探测器。我们需要在这个探测器中检测行星大气吸收的部分，这实际上是一个非常微弱的信号。”观察者需要挑选这个信号，这对检测技术有非常高的要求。

探索地外生命有什么帮助，研究彗星的发源和演变？

彗星是太阳系中的一种小星体，由冰、灰尘和小岩石颗粒组成。当彗星离太阳越来越近时，彗星核中的冰提升形成云状结构，称为彗星。太阳风和太阳辐射压力将一些彗星物质推离彗星核心周围，形成明亮的彗星尾巴。

周礼勇教授说，彗星这样的星体最初是在太阳附近形成的，但最终没有长成更多的星体或合并到大行星，而是通过引力透射被大行星抛向太阳系的外围。所以彗星一般比较古老，是太阳系早期形成时留下的原始物质。

地球形成的区域一般在“雪线”内，所以一开始不太可能有有机物。“有一段时间，我们认为地球上的水来自彗星。后来我们还发现彗星中有一些有机物质，比如一些简单的氨基酸。”

周礼勇教授总结说，地球上最初或最原始的生命也可能起源于彗星。通过观察和分析彗星的成分和结构，科学家可以获得生命起源的重要线索，这对探索外部生命起着重要的作用。

作者：

南京大学新闻传播学院 徐睿涵 常校萌 黄倩

指导老师：

副教授南京大学新闻传播学院 庄永志

现代化快报/现代化 记者 朱俊骏 于露

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