星系处处都宜居

　　倒霉蛋金星
　　金星是离地球最近的行星，它比地球更靠近太阳，一直被天文学家们当作一个坏典型，来说明当一颗行星冒失地过于靠近了它的恒星，会得到怎样糟糕的下场。事实上，金星和太阳的距离只比地球和太阳的距离短了28%，然而它上面的环境却和地球大为不同，那里气压极高，温度达475℃，大气中96%的成分是二氧化碳。假若把地球放到金星的位置，那会发生什么呢?
　　首先，强烈的太阳辐射会蒸发海洋中的水，大量的水蒸气会进入到大气中，由于水蒸气是一种温室气体，它的增加会使气温升得更高，而更高的气温又会蒸发更多的水，使大气中含有更多的水蒸气，这样，一场恶性循环便发生了，升高的气温带来越来越多的水蒸气，而越来越多的水蒸气又使气温越升越高，最后的结局是，地球上的海洋被完全蒸发掉了。这样的地球可不是我们喜欢待的地方。
　　美国的一位地球科学家曾做过一次模拟实验，表明地球仅仅向太阳的方向移动，缩短日地距离的5%，就会遭遇和金星相同的命运。幸运的地球之所以安然无恙，是因为它处在一个狭窄的＂宜居带＂中，在那里，地球离太阳不近也不远，表面的温度不高也不低，所以水可以呈液态，不会蒸发殆尽，也不会始终凝固不化。
　　宜居带的重要性在火星上也表现了出来，火星也紧挨着地球，只是比地球离太阳更远。由于它与太阳的距离比地球远，所以它的气温很低，没有液态水。如果说金星因太靠近太阳而变成了一颗灼热星球，那么火星就因太远离太阳而变成了一个寒冷世界，这正好说明，宜居带决定了行星的命运。
　　在宇宙中，宜居带是所有恒星周围可能存在的一块风水宝地，是令人神往的生命绿洲。天文学家们几十年如一日打造巨大的望远镜，一个主要目的就是想在太阳系之外找到这种适宜生命存在的宜居带。
　　真正的宜居带在哪里
　　不过且慢，在模拟中地球科学家不仅把地球向着太阳的方向移动外，他也尝试着将地球向着远离太阳的方向移动，结果发生了什么呢?地球上的液态水并没有在火星的位置上凝固不化，一直到了日地距离1.7倍的地方，水才最终被凝结住。
　　于是，问题便出现了，在这次模拟中，地球穿出了宜居带，为什么还可以存在液态水呢?假若地球没有穿出宜居带，为什么火星又是一颗不宜居住的寒冷星球呢?
　　其实答案并不复杂，简单地说，就是地球不是火星，地球更大的质量使它比火星拥有更强的能力来稳定自己的大气，地球的板块运动也使它拥有了火星所不具备的气候调节能力，这种调节能力主要反映在碳循环的过程中，这个过程起到了某种＂空调器＂的作用，使地球上的气候更适宜生存。
　　碳循环得从地球的火山活动说起，火山将地下的二氧化碳喷出地表，促进了温室效应的形成，地球的表面因此变得温暖起来，大气中有了更多的水蒸气，雨水也多了起来。雨水落在地上，溶解于雨滴中的二氧化碳与岩石中的矿物发生反应，由此形成的化学物质被雨水冲进海洋里，在那里，进一步的反应产生了含碳的矿物质，沉积到海底，又最终被板块运动拖进了地幔中。
　　就这样，二氧化碳的喷出和消失为地球的气候建立了一个平衡，在过去的40亿年里，这种平衡为地球创造了稳定的气候。然而火星只有地球的一半大小，它的内部冷却得很快，火山活动因此停了下来，大气也失去了二氧化碳的来源，再加上火星的引力比地球小，它无法阻止自己的大气向太空流失，于是火星的大气极为稀薄，缺乏二氧化碳，温度变得很低，液态水自然也就无法形成了。
　　火星和地球的不同说明了什么呢?也许宜居带并不能完全决定行星的命运，星球自身的某种状态，可以使它们在宜居带之外依然拥有适于生命存在的环境。
　　宜居带外风光无限
　　最近，另一所美国大学的研究小组也做了一些计算机模拟，他们想搞清楚的问题是，行星的自转轴倾斜度和自转速度，是否能使行星在宜居带之外保存足以维持生命生存的液态水。
　　在一些模拟中，研究人员故意倾斜行星的自转轴，使其朝向太阳的那个半球的夏天得以延长，与此同时，他们也调节行星自转的速度，例如使某一行星的自转轴倾斜得和天王星一样成90度，且自转速度快于地球。在这种情况下，这颗行星的夏天热到足以融掉极地的冰，融水还能保持液态。
　　这个模拟充分表明，生命所需的热量并不一定要通过更靠近自己的恒星来获得。
　　美国亚利桑那大学的研究小组专门研究一种能自己产生热量的行星，这种行星往往离它们的恒星不是很远，它们往往拥有一个椭圆的轨道，在公转的时候，它们有时离它们的恒星很近，有时又离得很远，于是来自恒星的引力便处在不断变化中，这种引力把行星时而拉伸，时而压缩，乃至于使它们的内部物质也发生了摩擦，从而产生了热量。这样的过程称为＂潮汐加热＂。
　　在宇宙中，红矮星是数量众多的一类恒星，它们的体积大多不足太阳的三分之一，温度也相对较低，释放的光比太阳弱很多，那么，红矮星的周围有没有机会存在＂宜居＂的行星呢?
　　研究小组认为，也许＂潮汐加热＂能为红矮星周围的行星提供多余的热量，从而补充红矮星热量的不足，这些科学家为红矮星周围的岩石行星设计了不同的轨道，在虚拟的环境中探索红矮星引力对行星内部物质所产生的影响。
　　结果，来自行星内部的热量不仅能融化星球上的冰，还能激活火山活动，从而产生大气层和温室效应，这样一来，即便这些行星处在＂宜居带＂之外，它们也同样能为生命提供一个＂宜居＂的环境。
　　红矮星旁的生机
　　除了潮汐加热外，温室效应、云雾等因素也成了科学家们分析恒星周围的行星是否＂宜居＂的重要因素。
　　比如葛利斯581是一颗红矮星，它位于天秤座，距地球20.4光年，质量大约为太阳的三分之一。2007年，瑞士日内瓦天文台的天文学家们在这颗星的周围发现了一颗岩石行星。开始的时候，人们的计算表明，这颗行星处于宜居带中，它的上面应该有液态水，不过很快便有人指出，假若这颗行星拥有含温室气体的大气层，它就更有可能变得太热，乃至于失去液态水，而旁边的另外一颗行星则有可能取代前者，成为一颗＂宜居＂的行星，因为这颗星的公转周期为66.8天，处在第一颗行星的外围，大约为地球到太阳距离的四分之一。
　　分析表明，假若可能存在于第一颗行星上的温室效应发生在了第二颗行星上，那么后者就有可能发展成一颗＂宜居＂的行星，但这第二颗行星也有自身的问题，它的个头太大，乃至于可能不是一颗岩石行星，而第一颗行星假若是一颗被云雾所遮盖的星球的话，它依然是适于生命存在的，因为云能阻挡来自恒星的辐射，同时也阻挡自身产生的红外辐射散发出去，这样的作用会使行星上的气候变得更加难以预料。
　　所以，事情总是很复杂，对于红矮星旁边的行星来说，宜居不宜居，不完全看它们是否处在宜居带中，还要看它们自身处于怎样的状态。
　　如今，科学家们已经在太阳系之外发现了大约400颗行星，而将来发现系外行星的速度还会加快。现在人们意识到，宇宙中的生命很有可能会超越宜居带，出现在令人难以置信的地方，也许，宜居带之外的风光并非总是一片荒凉。