星球必須要有液態水才能被認為是可居住的。細胞，作為組成生命的最小單位，需要有水才能運作。而液態水的存在必須要有適宜的星球氣溫。

那麼星球的大小能對液態水存在產生影響嗎？

如果沒有足夠的品質，星球就沒足夠的重力緊緊把液態水控制在它上面。一項最新的研究著力於弄懂星球的體積是怎麼樣影響鎖水力，以及它的可居住性。

關於什麼因素會使星球變得可居住的問題依然被人們火熱爭議中。不僅是對於系外星球而言，還對於未來太陽系的人造地球衛星而言。

圖解: 2013年1月2日：天文學家估計銀河系可能包含多達4,000億顆系外行星，這幾乎是每一顆恆星都有一顆行星。

科學家們還巧妙地想到星球需要從恆星獲取多少能量來維持液態水的問題。

這個問題帶來了一個有名的概念“宜居帶”，或者說是環繞恆星的可居住的地帶，其鄰近恆星的範圍不算太遠也不算太近，可以讓星球維持液態水的存在。

當對處於宜居地帶的系外星球的研究越來越火熱，我們也有更先進的望遠鏡和科技去深刻探究系外星球，科學家們在研究什麼樣的星球上花費資源的方面也需要更多的束縛。

圖解：藝術家顯示在銀河系內的恆星有行星環繞著是多麼普通的現象。

就像這篇文章所示，星球的品質可以作為有用資訊的“過濾器”。

一篇名為《低重力水上世界的大氣進化》的論文被髮表在天文學雜誌上。它的作者是一名畢業於麻省理工學院的學生康斯坦丁·W·阿恩斯謝德。

想要維持液態水在星球上，大氣，系外星球和系外衛星都必須具備品質，否則液態水和大氣就會很容易飄向太空。而且星球必須有足夠長的時間留住液態水，才有可能孕育生命。天文學家估測要十億年才有可能出現這個現象。

圖解：太陽系與巨蟹座55行星系統的比較圖。

“當人們考慮宜居帶的內部和外部邊緣的時候，都會傾向於空間化想象，意思就是總往星球離恆星多近的方面考慮。”論文的第一作者康斯坦丁·W·阿恩斯謝德說。

“但事實是，星球可居住的性質還被許多因素影響著，包括品質。降低定義可居住星球的標準包括星球大小會給我們在探索宜居的系外星球和系外衛星的道路上帶來更嚴峻的束縛。”

恆星周圍的宜居地段

宜居地段的大小和範圍取決於恆星。一個更小的能量更少的恆星如紅矮星，相比於我們的恆星太陽而言，會創造出一個離它自己更近的宜居帶。這很容易明白。

如果星球離恆星太遠，水就會結冰。如果離得太近，溫室效應就很容易形成，水會變成蒸汽，散發到太空外。

如果是體積小品質也小的星球，溫室效應就會更加嚴重。

如果品質小的星球變得暖和，大氣就會擴張，覆蓋面積會比星球的外部面積還要大。這樣會導致兩種結果：一是增大的大氣面積會比以前吸收更加多的能量，二是它所輻射的能量會比以前多。

圖解：利用凌日法偵測系外行星，下方的線圖代表不同時間地球所接收到的光量。

據研究者所說，這些活動的最終結果是，擴張的大氣會延緩活躍的溫室效應，並且可以維持住表面的液態水。

這將意味著品質小的星球可以更加靠近恆星而不用“失水”，宜居帶可以囊括更小的系外星球。

但是這一程序有個限制，如果是品質小的星球體積太小，這將會因為沒有足夠的引力，而失去大氣，其液態水要麼與星球分離要麼冰封在其表面。

這就意味著，這種情況下有生命出現的可能性是微乎其微的。

研究者們聲稱變成可居住的星球需要滿足一個極其簡單的條件。這意味著宜居星球的形成不僅要有合適的恆星距離位置，還要有體積限制。

簡單來說就是，即使星球是處於宜居地段，但是體積太小的話也是不可以成為宜居星球的。

宜居星球的最低品質限制

最低體積限制，根據阿恩斯謝德和其他這項研究的作者所示，是地球品質的2.7%。他們說只要體積小於這個數，星球就不能夠緊緊留住大氣和液態水來孕育生命。

根據記載，月亮是地球品質的1.2%，水星是地球品質的5.53%。

研究者們發現，以類彗星球為例，彗星會很多水，但當它們靠近太陽時候會升華掉。

但是它們缺少相對應的品質，以致於不能留住蒸汽，它們也不能形成大氣。水都散失掉在太空中了。所以一個星球如果體積太小，即使上面有很多水，也不能把水留住。

研究者們用模型估測低品質的行星的宜居帶圍繞兩種不同類別的恆星：M型星或者紅矮星，以及G型星如太陽。

圍繞紅矮星的系外星球和衛星

他們也許解決了長期以來關於太陽系的可居住的問題。木星的衛星木衛三，木衛四和木衛二上面都有許多液態水，封鎖在冰層之下。

天文學家疑惑如果太陽在未來的星際世界輻射出更多能量它們是否會變的可居住，但是根據作者的研究結果顯示，它們缺少品質把水緊鎖在星球上，即使它們變得足夠暖和。

木衛三差不多是地球品質的2.5%，但是它如類彗星球一樣小巧，導致液態水總是向太空中散失掉。

“低品質的水上世界向我們展示了在太空探尋生命有許多奇妙的可能，這篇論文向我們展示了它們與類地星球的運動模式的不同。”羅賓·華茲華斯說，他是一位環境科學領域的副教授兼海洋工程的高深學者。

“當我們發現這個領域是有跡可循的時候，我們就可以十分爽快地著手研究預測了。”

研究者們要在研究的時候作出必要的假設，他們假定低品質的星球的大氣是完全由水蒸氣組成的。

他們也假設水佔了地球品質的40%，在研究時會忽略掉其他因素，比如二氧化碳迴圈，雲量變化和海洋化學變化等。因為總是有太多可變因素而導致他們不能夠在每一個工作階段建立穩定的模型。

圖解：畫家筆下的脈衝星PSR B1257+12行星系統

學者們也想過不存在可居住星球而僅僅存在可居住衛星。我們很容易想象在其他的太陽系中，衛星比星球更適宜居住，而其他的影響因素就會按部就班，發揮自己的作用，比如潮汐力。

這種情況尤其會出現在M型恆星或者紅矮星附近。因為當星際周的宜居帶環繞這些恆星時候，已經比環繞G型星（如太陽）更加接近自身的恆星了。

系外衛星的合引力，星球以及恆星也許會抵消掉可居住的性質。

研究者們也意識到還有其他不同的因素會影響星球可居住的性質。比如木衛三，即使它太小而不能被容納於模型裡，但是在海平面下的水裡依然可能會存在生命，因為厚實的冰層防止了液態水逃逸星球。

確定星球是否具有可居住性質還需要進一步的工作，正如論文的其他學者指出：“未來的工作將需要思考更復雜的流體動力逃逸的模型建立。”

我們所知的系外星球是如此多樣而深邃，但是現在的研究成果已經慢慢揭開了它的一部分神祕面紗。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. EVAN GOUGH, UNIVERSE TODAY-盧曉怡