宇宙中有哪些星球_宇宙中有哪些星球?

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天体生物学家说，这24颗行星可能比地球更适合居住

天体生物学家已经确认了24颗系外行星，它们不仅具有潜在的可居住性，而且还具有潜在的超适居性，表现出一系列比地球上所见更适合生命的条件。



艺术家描述了一颗宜居的系外行星
图片来源：美国宇航局 艾姆斯/ 寻找外星智慧生命研究所/加州理工学院喷气推进实验室

如今，有环保意识的人们当中，有种说法是没有行星B，但是《天文生物学》发表的一篇新论文却暗示了存在行星B。华盛顿州立大学的德克·舒尔兹·马库奇领导的研究小组确认了24个系外行星，它们可能提供比地球更宜居的条件，从而使其“超适居”。可悲的是，所有系外行星离我们有100光年之远，想要摆脱“行星秀”的人们，现在还不是时候打包行李。

要明确一点，这并不意味着这些星球上存在生命，只是说这些星球可能宜居，或者只在这种情况下“超适居”。
雷内·海勒是马克斯·普朗克太阳能系统研究所的天体生物学家，他也是这项新研究的合著者，他在2014年写过一篇类似的论文。海勒与韦伯州立大学的约翰·阿姆斯特朗合著，他们争论是否存在“超适居”星球，天文学家应一直寻找这类假想天体。作者列出了一些移居要求，以及一个候选星球。这项新研究将该想法扩展开来，提出了一套更完善的超适居标准，并列出了24个候选系外行星。

若系外行星更适宜居住，它们要比地球更古老、更大、更重、更温暖以及更潮湿，系外行星的理想位置在比地球寿命更长的恒星周围。所以根据这项新研究，地球和太阳都没有系外行星适合宜居。

的确，我们认为太阳创造了极好的生存环境，但它的寿命相对较短，只有100亿年。考虑到地球上出现复杂生命需要40亿年，可想而知，许多像太阳这样的恒星（称为G恒星），在产生复杂生命之前就已经死亡。因此，作者说我们应该寻找系外行星，它们位于K矮星液态水友好宜居带内，这些矮行星比G恒星更凉、更小、亮度更低，它们可以发光200亿至700亿年。或许你想知道为什么不包括红矮星？

因为此类恒星似乎对生命极不友善，它们极频繁地导致太阳爆发。
正如新研究所言，年龄稍大于地球的行星有可能更宜居。行星变老时，作者写道，“内部产生的热量耗尽可能会导致最终的冷却，对全球温度和大气成分产生影响”。地球有45亿年的历史，但从概率的角度看，年龄在50亿至80亿年之间的行星可能更宜居。
超适居的行星比地球更大、更重，质量大约是地球的1.5倍，体积大概比地球大10％。这样的行星将有更宜居的地表，但这只存在符合另一重要条件时才成立，那就是：有足够的板块构造才能形成像大陆一样的大型陆地。作者认为，超宜居行星还应有大量的水以及群岛。稍重一点的行星意味着更强的引力，这有助于长时间保持大气层。重要的是，这些行星还应有强大的地磁防护罩。

研究人员称，有关宜居行星大气的问题，超适居行星应有充足的水分、云层和湿度，氧含量应在25％到30％之间（地球的大气由21％的氧气组成）。宜居行星也应是温暖的，其平均表面温度要比地球高8华氏度（5摄氏度）（至少在今天是这样，稍后再详细介绍）。这里的想法是，加上额外的水分，这些行星将有广阔的热带地区，较少的寒冷和干燥地区。

像地球一样，超适居行星也应有适度距离的大型卫星。月球除了会造成海洋潮汐外，还会减慢地球的自转速度（如果没有月球，白昼会短得多），它还会使地球轴倾斜度随时间推移而保持稳定，从而形成固定的季节。

有了这些标准后，科学家们对已知的4,500颗系外行星进行了研究，来了解究竟有多少可能有超适居性的行星。其中有24颗行星脱颖而出，但没有一颗行星符合所有列出的超居住性标准。一颗名为KOI 5715.01的系外行星具有列出的三个标准，是所有系外行星中符合标准条数最多的。需要明确的是，目前许多标准超出了我们的检测能力，例如大气中的氧气、板块构造、地磁和自然卫星。而且，只有开普勒1126 b和开普勒69c这两颗行星，是经过科学验证的行星，其余的行星都在未经确认的“开普勒兴趣物体”清单中。因此，其中一些“系外行星”可能甚至根本就不是行星。

阿雷西博的波多黎各大学行星宜居性实验室主任阿贝尔·门德斯，在一封电子邮件中写道，新论文“为超宜居行星众多潜在场景之一提供了良好的理论背景。”他没有参与该项新研究，他说，“前尚无法在当前系外行星数据库中识别出此类行星，因为我们了解的信息很少。”尽管如此，作者还是发现了一些（但不是全部）的必要特征。

我们还要考虑其他的限制。鉴于地球是唯一已知的宜居性星球，因此作者自然偏向于类地条件。命可能会在未知条件下繁衍，请务必牢记这一点。也就是说，作者确实考虑了绕K矮星轨道上的行星，公平地说，这远远超出了我们的范式。

新论文说，超适居行星应该比地球更大、更重，但其他研究表明，这些行星大多是水的世界，也就是说，系外行星完全被海洋覆盖。这显然不利于生态多样性，并且严重限制了宜居性。这并不一定是问题的关键，但它确实表明，超适居行星存在的话，是极为罕见的。
考虑到人为引起的地球气候变化造成的种种问题，作者还将温暖的气温列为标准，这是一个相当敏感的话题。但正如舒尔茨·马库奇在电子邮件中解释的那样，我们不应混淆这两件截然不同的事物。
他解释道：“对现在的地球而言，全球变暖将是一件非常糟糕的事情，因为我们已经建立了生物圈和大气环流模式，而温度变化会导致极端天气，这会给生物圈带来很大压力，从而导致物种灭绝。此外，这将使海平面上升，减少陆地面积和沿海地区，剥夺宝贵的栖息地，并给生物圈的许多地方带来更大的压力。”
但与此同时，要是我们从另一个星球出发，最好是一个更大的星球，“那么温度会更高，水分含量会高于地球，这可能会非常有益，” 舒尔茨·马库奇说。他说，目前热带雨林的多样性和石炭纪时期就是例证，当时地球上生物量和生物多样性都很丰富。但如果没有必要的水分，我们“将只有像阿塔卡马沙漠一样温暖，根本没有多少生命。”
我们还不知道这些条件可能产生的连锁反应。理论上听起来不错，但实际情况可能大不相同，因为这些环境特征综合起来可能导致完全不适合生命生存的条件。尽管如此，这仍是一项令人振奋且具有争议性的研究，因为它表明了宇宙其他地方生命的优越条件。
幸运的是，借助即将推出的工具，例如美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜，卢维亚太空天文台和欧洲航天局的太空望远镜，我们将能够测试新论文中提出的一些想法。

BY: George Dvorsky
FY: 小蜜蜂
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本文基于回答网友问题：宇宙中大部分行星都是石头，那么问题来了，这些石头是从哪里来的？
这个问题本身的立论就是错误的，因此所谓“那么问题来了”，就与前面的立论无关了。

这里的“那么问题来了”的问题，是建立在“大部分行星都是石头”的认知上，只是一种无凭无据乱下的结论，因此后面的“问题”就来路不明了。
为了澄清此类错误认知，这里还是来说说一些基本常识。
首先，大部分行星并不是石头就拿太阳系来说，有8大行星，其中有4颗类地行星，也就是所谓有一层岩石固体外壳的行星，它们从太阳由近及远的排列是水星、金星、地球、火星；除了这些具有石头外壳的行星外，还有4颗类木行星，也就是主要由气体组成的行星，它们都在火星轨道以外，由近及远排列分别是木星、土星、天王星、海王星。

这样我们就看出，即便在太阳系，也不全是石头行星，按数量来看，也是4:4打了个平手。但如果按质量呢？石头行星就是小巫见大巫了，4颗类地行星的质量总和，也没有这些气态行星中的最小一个大。
最小的一颗类木行星是天王星，其质量为8.681*10^25 kg；4颗类地行星质量分别为：水星质量约3.3011*10^23 kg，金星质量约4.8675*10^24 kg，地球质量约5.97237*10^24 kg，火星质量约6.4171*10^23 kg。这样以地球为老大的4颗类地行星加起来，总质量才约为1.18*10^25kg，只有天王星质量约13.6%。

而4颗类木行星加起来的质量约2.65576*10^27kg，是4颗类地行星加起来总质量的225倍。其中木星是太阳系最大的行星，其质量是地球的318倍，是所有行星加起来质量的2.5倍。在太阳系中，太阳这个等离子体气态星球就占了总质量的99.86%，木星占太阳系总质量的0.1%，地球只占有整个太阳系质量的0.0003%。
类木行星中也有石头吗？当然有，但不多。
类木行星或者说气态行星，是指没有一个固体表面的行星，其核心处也会有一个岩石内核。但这个内核比较小，一般在地球直径的1~3倍左右，只是占气态行星质量很小一部分。而气态行星从大气层到内核，也并非完全是气体状态的，因为这些行星质量和体积都巨大，随着大气层往核心的不断深入，压力会越来越大，温度也越来越高，在这种高温高压下，气体也会相变成液态或者金属态。

木星半径约7万公里，木星核心上面，就有数万公里厚的金属氢，再上面是数万公里厚的液态氢。其核心温度高达3万℃；土星内部也和木星类似；天王星、海王星大气层深处，会有甲烷水冰海洋和钻石海洋存在，这些物质在高压下，即便呈现液态，也是密度极高温度极高的。
所以，在宇宙中，石头行星只占极少数。

在类木行星的卫星中，以及距离太阳遥远的柯伊伯带，由于温度极低，许多星球更多的是冰态，如木卫二、土卫三、冥王星等，都是一个冰球，被厚厚的冰层覆盖。但这些冰并不一定就全部是水冰，如冥王星表面平原就是由98%以上的氮冰、微量的甲烷和一氧化碳覆盖。
因此，不但行星，就是卫星和小行星，石头组成的也是极少的。这与宇宙中元素丰度有关，整个宇宙，氢和氦占据了98%以上，其他重元素只有1%多点，这就决定了宇宙天体组成中，由重元素组成的极少。
恒星是制造物质元素之母一切物质都是由元素组成，这就不得不说说宇宙中的元素从何而来。现在已知，我们宇宙中存在118种元素，这些元素都是恒星演化过程生成的。

在宇宙大爆炸开始那一刻，只有能量，没有元素，现在的所有元素都是从能量中转化过来的，严格符合爱因斯坦质能方程的描述和计算。大爆炸一开始，物质就开始生成，但由于处于极高温度极高密度状态，只能逐步生成一些基本粒子，无法形成原子。
一直到大爆炸38万年后，宇宙经过膨胀和冷却，温度降到3000K以下，电磁波（或者说“光”）才从高温高密的宇宙中脱耦而出，宇宙开始变得透明并可观测，现在观测到的宇宙微波背景辐射就是那个时候发出的。

这时，所有物质的基础~中性原子终于开始生成了。但那时，还只能生成最轻最简单的元素，也就是在元素周期表里序号为1、2的元素氢和氦，还有极微量的3号元素锂。这些元素组成的粒子在宇宙中飘荡，在万有引力作用下相互靠拢，渐渐形成了原始星云。
这些星云在引力作用下不断收缩，第一颗恒星就在星云中诞生了。随后宇宙恒星不断涌现，宇宙中就充满了恒星，恒星聚集成为星系（有人称之为宇宙岛），渐渐宇宙就形成了我们今天看到的样子。

恒星是发光发热的等离子球体，由于其巨大的质量形成巨大的向心收缩压力，导致核心压力和温度很高，这样就激发了氢核聚变，恒星通过核聚变不断形成更重的元素，如从氢到氦，再依次到铍、硼、碳等，中小质量恒星温度和压力，只能到此就结束了。
大质量恒星核心温度和压力极高，还会一路激发更重元素核聚变，按顺序生成氮、氧、氟、氖、钠、镁、硅、磷、硫、钙等更重元素，一直到26序号的铁元素。

再大的恒星核心核聚变也只能制造出最重到铁元素了，至于为什么，说来话长，过去已有过多次解释，这里就不扯了。
比铁更重的元素哪里来？如果宇宙中没有更厉害的事件发生，我们世界就只有26种元素，虽然这时候已经有了制造石块的元素钙和硅了，但地球生物都是由几十上百种元素组成的，没有后续重元素生成，就不可能有生命出现，也就没有我们这些观测宇宙并评头论足的人类了。

幸好，宇宙中还有超新星大爆发和大质量致密天体相撞等事件，这些事件会导致更厉害的压力和温度，这样，铁以上还有的92种元素就在这些极端宇宙事件中诞生了。
这些极端事件生成的这些元素，在宇宙中相互吸引碰撞凝聚在一起，就形成了各种宇宙天体，包括石块、冰块、铁块、金块等等，当然许多时候这些物质都不是纯净的单一物质，而是一些混合物或者化合物。
这就是宇宙中石头的来历，也是地球的来历。
太阳系不是在纯洁的原始星云中诞生从前面介绍，我们知道了宇宙原始星云中的元素只有氢和氦，还有极微量的锂。而太阳系成分复杂，有着宇宙全部118种元素，因此就不可能是从这种原始纯洁的星云中诞生的。

星云是恒星之母，所有的恒星系统都是在光年级的巨大星云团中凝聚而成。从宇宙元素的生成和来历，我们就可以推断出太阳系不是从只有氢和氦的原始星云中诞生的。如果只有氢和氦元素，就不会有地球，更不会有生命的出现。
所以，科学推断认为，太阳系是超新星大爆发或者大质量天体撞击等极端事件，飘散到太空的基本粒子，重新凝聚成的再生星云中诞生。而且，这种爆发事件很可能发生过多次，才诞生了太阳系。

任何恒星系统形成之初，在恒星形成时都会产生巨大的辐射压，或者称之为恒星风，这些强大的恒星风会把靠近的星际物质吹远，越轻的物质就吹得更远，而较重的物质就吹得不够远。
因此太阳系几颗靠近太阳的行星，又叫内行星，是由太阳风没有吹远的更重物质组成，呈现为岩石星球；较远的外行星则主要是由被太阳风吹远的更轻元素组成，呈现为气态星球。
说了这么多，不知有这些疑问的人解惑了没有？如果还有问题，欢迎留言讨论，感谢阅读。
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