除地球外哪個星球最宜居？這個問題凡是給出肯定答案的，多半都不靠譜。要想找到最宜居的行星，你得先知道行星宜不宜居到底如何判斷。
上回我們從相似性角度介紹了一顆與地球十分相像的系外行星 —— 開普勒-452b。這顆行星不僅個頭和地球差不太多，就連它的母恒星都和我們的太陽極為相似。加上公轉(zhuǎn)周期只比地球多了 20 天，綜合來看，可以說它是迄今為止最像地球的系外行星。
但是如果不考慮恒星，僅就行星本身來說的話，其實有不少行星比開普勒-452b 更像地球。針對與地球相似性的這一問題，甚至有科學(xué)家專門提出了一個“地球相似指數(shù)（ESI）”的概念。該指數(shù)主要由行星的半徑、密度、表面溫度等參數(shù)綜合計算后得出，其范圍在 0~1 之間，地球的值為 1，得數(shù)越接近 1 說明這個星球與地球越像。
需要注意的是，這個 ESI 并不能代表行星的宜居性。因為 ESI 的算法只考慮了那幾個最主要的參數(shù)，但是影響行星宜居性的因素有很多。比如說行星有沒有大氣層，大氣層是由什么構(gòu)成的；接收到的恒星輻射具體什么樣；還有像是行星有沒有被潮汐鎖定、有沒有磁場、有沒有衛(wèi)星等等等等。
總之，行星的宜居性是個非常復(fù)雜的問題，遠(yuǎn)不是幾個簡單的因素就能決定的。有些行星看起來和地球差不多大，有著很高的相似度，但是實際上它可能并不宜居；而有些行星雖然看起來比地球大一些或者小一些，但由于其他方面更合適，所以即使相似度不高，也有可能更宜居。說實話，對于一顆系外行星宜不宜居，現(xiàn)階段包括未來很長一段時間，我們都無法給出肯定的答案。
盡管 ESI 并不代表宜居性，不過考慮到這個值畢竟是參考地球算出來的，它在初步判斷行星宜居性方面還是有一定參考價值的。比如拿地球的鄰居金星和火星來說，金星乍一看明顯比火星更像地球，但是它的 ESI 只有 0.44。相比之下，火星比地球小得多，同時還缺少大氣層，但人家的 ESI 竟然有 0.7。
對于大部分的氣態(tài)行星，尤其是距離恒星很近的熱木星以及距離較遠(yuǎn)的冰巨星，它們的 ESI 一般都在 0.5 以下，可以說是極不宜居。只有小部分溫度適中的巖質(zhì)行星（包括海洋行星），以及太陽系里木星土星周圍的一些衛(wèi)星，它們的 ESI 可以達(dá)到 0.5~0.7 之間。
目前，能夠達(dá)到 0.7 以上的幾乎都是系外行星。沒錯，最像地球的竟然都在太陽系外。畢竟地球已經(jīng)占據(jù)了太陽系中最有利的位置，再有像地球這么宜居的，那只能在其他恒星周圍去找了。
比如上回介紹的開普勒-452b，它的 ESI 有 0.83，距離我們 1800 光年。你可能想不到，距離我們最近的系外行星比鄰星 b，它的 ESI 竟然有 0.86。可見，只要是個頭和地球差不多的巖質(zhì)行星，完了再位于宜居帶附近，那它的 ESI 都不會太低。
那么目前 ESI 最高的系外行星有多高呢？它就是 2019 年確認(rèn)的蒂加登星 b（Teegarden's Star b），ESI 高達(dá) 0.95！
蒂加登星 b，顧名思義它是我們在蒂加登星周圍發(fā)現(xiàn)的首顆行星。蒂加登星是一顆距離我們只有 12 光年的紅矮星。這顆恒星非常小，非常暗淡，以至于雖然它距離我們只有 12 光年，但是直到 2003 年，它才被人們從小行星跟蹤數(shù)據(jù)中意外發(fā)現(xiàn)。
蒂加登星的質(zhì)量還不到太陽的 1/10，它甚至險些沒能啟動內(nèi)部的氫聚變而淪為一顆褐矮星。它的個頭更為夸張，作為一顆恒星，它竟然和木星差不多。如此迷你的一顆恒星，它的表面溫度只能達(dá)到兩千多度，光度更是不及太陽的十萬分之一。以至于即使把它放到太陽系內(nèi)，僅憑肉眼你也看不到它，因為它的光譜幾乎弱到只能覆蓋紅外波段。
對于這樣一顆看都看不見的恒星，它周圍的行星是咋發(fā)現(xiàn)的呢？光度太低，凌日法肯定指望不上，所以只能靠視向速度法。也就是通過分析恒星光譜的多普勒變化，來判斷恒星是否存在輕微的擺動。假如附近真有行星，行星的引力多少會對恒星產(chǎn)生點(diǎn)影響，這個影響能夠通過恒星的光譜反映出來。
視向速度法雖然看不到行星，但它的好處是對行星質(zhì)量的計算比較準(zhǔn)確。天文學(xué)家計算出蒂加登星 b 的質(zhì)量在 1.05 倍地球質(zhì)量，然后再結(jié)合其他數(shù)據(jù)推測，它的大小應(yīng)該也和地球差不太多。這樣一來，這顆行星的表面重力幾乎就和地球一樣。萬一未來有一天人類真能上去的話，倒是不用擔(dān)心重力適應(yīng)問題了。
有意思的一點(diǎn)是，蒂加登星非常接近黃道面（就是地球繞太陽運(yùn)行的軌道面）。從蒂加登星方向看我們，我們有相當(dāng)長的時間會處于凌日區(qū)內(nèi)。這意味著，假如蒂加登星 b 上有“蒂加登人”的話，那么從 2044 年到 2496 年這四百多年里，它們都能看到地球從太陽前面經(jīng)過的這一“地球凌日”現(xiàn)象。
那蒂加登星 b 上到底會不會有外星人呢？
雖然蒂加登星 b 的母恒星是顆超冷的紅矮星，不過這顆行星靠近宜居帶。通常來說，越小的恒星宜居帶越近，所以這顆行星距離恒星非常近，以至于它實際接收到的恒星輻射并不會比地球少。行星表面的溫度推測可能在零度以上，甚至有可能達(dá)到 50℃。
正如一開始說的，行星的大氣會給表面溫度帶來很大影響。如果平衡溫度都這么高，再加上大氣層的保溫，這豈不又是一個煉獄般的金星？
別忘了，這顆行星可是距離恒星非常近，只有 0.025 個天文單位，大約只是水星到太陽的 1/16。這意味著，作為一顆類地行星，想要在恒星臉跟前保住自己的大氣層，這多少有點(diǎn)強(qiáng)人所難了。天文學(xué)家估計，蒂加登星 b 擁有大氣層的可能性僅有 3%。
沒有大氣層，雖然聽起來不是什么好消息，但僅就表面溫度這一個指標(biāo)來說，似乎有那么點(diǎn)“恰到好處”。
既然有了合適的溫度，作為“生命之源”的水出現(xiàn)在這個星球就很合理了。天文學(xué)家估計，這里液態(tài)水存在的可能性高達(dá) 60%。既然有水就好辦了，只要水管夠，哪怕沒有大氣層，生命依然有生存下去的可能性。
沒錯，生活在海底。
因為水本身也可以在一定程度上起到大氣層的作用，一樣可以阻擋輻射、保持溫度。你想啊，以前是厚厚的氣體為地表生物提供保護(hù)，現(xiàn)在是海洋中的液體為水下生物提供保護(hù)，大體上一個意思。
雖然有了合適的溫度以及液態(tài)水，但是對于這顆行星來說還有個要命的地方，就是它大概率已經(jīng)被恒星潮汐鎖定了。就像月球被地球潮汐鎖定一樣，我們永遠(yuǎn)只能看到月球的正面。對這顆行星來說也是一樣，它永遠(yuǎn)只有一面朝向恒星，另一面永遠(yuǎn)是黑夜。
對于這樣一顆一半是永晝一半是永夜的星球，它上面即使有水，可能也都被困在了永夜的那一邊。那剛才說的平均氣溫和液態(tài)水豈不沒了意義？畢竟，一邊是鑠石流金，一邊是滴水成冰，難道生命只配蜷縮在晨昏線上嗎？
通過氣候模型分析科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，如果它的母恒星能夠持續(xù)安靜一段時間的話，那么這顆行星可能會形成少量的大氣。這一樣來，也許只需要 1/10 的地球大氣就能讓該行星建立一套循環(huán)機(jī)制，把恒星的輻射熱量從永晝的這一側(cè)運(yùn)送到永夜的那一側(cè)。只是潮汐鎖定帶來的缺少磁場的問題，可能使得好不容易形成的大氣又被恒星風(fēng)吹散。
不過天文學(xué)家也發(fā)現(xiàn)，蒂加登星的年齡應(yīng)該在 80 億歲以上。如今的它已經(jīng)不再年輕氣盛，目前正處于相對安靜的時期，這在一定程度上也為生命的孕育帶來了機(jī)會。
參考資料
[1] https://phl.upr.edu/projects/earth-similarity-index-esi
[2] https://phl.upr.edu/hwc
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Teegarden%27s_Star
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Teegarden%27s_Star_b
[5] https://exoplanet.eu/catalog/teegarden_s_b--7140/
[6] http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/Teegarden's_b.html
[7] https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2019/07/aa35460-19/aa35460-19.html
[8] https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/201935460
[9] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1384107623000258
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