以下為文本??
最近的當紅系外行星可能當屬新發現的Kepler-1649c了，這顆行星曾經因算法誤判被而忽略，直到近期才被科學家們從開普勒探測器留下的數據里撈了出來。Kepler-1649c據估計直徑是地球的1.06倍，環繞一顆距離地球300光年的紅矮星Kepler-1649公轉，位于這顆恒星的宜居帶內，每19.5個地球日公轉一圈 [1，2]。
顯然，能成為今日之星靠的可不僅僅是這份“失而復得”的運氣，更多的是因為，這是一顆位于宜居帶中，目前為止大小和表面溫度與地球最接近的一顆系外行星。
盡管聲勢還比不上之前的“地球2.0”、“地球大表哥”——環繞著黃矮星公轉的Kepler-452b（但已被暫時降級為“疑似”），但也已經足夠吸睛。
“宜居行星”、“超級地球”、“地球2.0”，這些詞近些年來頻頻活躍于各大媒體的報道之中，某些號甚至僅憑這一點點信息就能腦補出無數動人的山水田園畫卷，你說人家是偽科學吧，人家還說你不懂藝術想象呢。
不過話說回來，即使什么都不多說，僅僅靠著這些詞匯本身帶來的種種暗示，就已經天然能勾動起媒體和吃瓜群眾們的神經了，這不怪你們，怪這名字取得確實有點uc標題黨。
所以這集，我們就來深入剖析一下“地球2.0”背后的思維邏輯。
簡單來說，不管是“宜居帶”還是“超級地球”，本質的要求只有一個，那就是：要像地球。而這背后的邏輯其實是：地球上有生命，那么一個像地球的星球上也可能有生命。
那什么樣叫“像地球”呢？總的有個對比的指標吧？早期的行星科學家們給出了兩個標準：
1、表面溫度和地球差不多；
2、質量或者說個頭和地球差不多。
這兩個標準就對應了“宜居帶”和“超級地球或者類地球行星”這兩個概念，前者要求這個行星距離中心恒星不近不遠，因此表面溫度不冷不熱，能夠允許液態水在表面穩定存在（注意這里是“表面”，后面要考的），后者要求這個行星和地球質量相當或者沒有量級上的差別。
然而，我們實際希望一個像地球的宜居星球是什么樣的呢？有液態水，有巖質的固態表面，最好還有大氣層保護，有活躍的地質活動。
那么，“宜居帶”和“超級地球”這兩個標準可以等價于我們對“第二個地球”的期待么？或者說，“地球2.0”真的像地球么？
其實不一定。
讓我們思考兩個問題：
第一個問題：在宜居帶中的星球，表面一定有穩定的液態水么？
我們前面已經說了，宜居帶其實只是一個溫度上的限制，這個限制僅由兩個因素決定：恒星的輻射能量和行星與恒星的距離。不同類型的恒星，匹配的“宜居帶”位置和范圍是不一樣的——越熱的恒星，宜居帶越遠、越寬，越不那么熱的恒星，宜居帶越近、越窄 [4]。
然而，同樣位于太陽的宜居帶中的火星，如今的已經表面幾乎沒有液態水存在。這不是溫度的事兒，而是隨著火星逐漸失去了磁場和大氣層的保護，過低的表面大氣壓讓液態水無法穩定存在了。即使是近些年在火星上發現的疑似液態水痕跡“季節性斜坡紋線”（RSL），也很可能是因為高濃度的高氯酸鹽幫助水達到融點，流動起來。
火星上發現的季節性斜坡紋線，可能是季節性的液態水變化所致。來源：NASA
也就是說，位于宜居帶中，不一定表面液態水能穩定存在，還得有大氣層或者其他因素的配合。
第二個問題：“超級地球”或者“類地球行星”一定有地球那樣的巖質固態表面么？
通常來說，超級地球的上限是10倍地球質量，下限1-3倍地球質量，而比超級地球小一點，和地球幾乎差不多大的就是“類地球行星”。
也就是說，不管是“超級地球”還是“類地球行星”，其實只是一個質量或者個頭上的約束——本質上并沒有對行星的表面狀態作出限制。
然而，在1-10倍地球質量這個范疇里的星球，除了像地球一樣擁有巖質的固態表面和一般般厚度的大氣層之外，也可能像海王星那樣有著水冰和氨冰的幔層和較厚的氫氦大氣層——這種大個頭的“超級地球”我們稱之為“迷你海王星”。而即使是和地球質量相當，也有可能是表面完全被液態水覆蓋的“海洋行星”，沒有陸地，也沒有島嶼。
也就是說，溫度和質量與地球接近的，未必就像地球。
反過來，溫度和質量與地球相差很多的，也未必就不能在某些方面像地球。
讓我們思考第三個問題：不在宜居帶中，一定沒有穩定的液態水么？
不好意思，也不一定。
如果我們不局限于表面，星球的內部完全可以別有洞天。外太陽系的木星、土星距離太陽如此遙遠，如果靠太陽來提供熱量的話，這些行星的衛星們必然有一個算一個都是冰疙瘩，從外到內凍得透透的。
然而實際上，這些衛星壓根不care太陽那點輻射。在大行星自身引力不斷地”揉捏“之下，永無止盡的劇烈摩擦產生的潮汐加熱作用在許多衛星內部產生了大量的熱，結果就是：盡管表面溫度低達零下100多攝氏度，但木衛二、木衛三，土衛二等衛星們在冰層之下形成了液態水海洋，木衛一更是成為了一個噴涌的火山世界（詳見：金星、木衛一，還是海衛一？）。
還有第四個問題：比地球小很多的星球就一定沒有穩定的大氣層和活躍的地質活動么？
說幾個太陽系中我們已知的反例：一個是土衛六，土衛六比火星還小，而且沒有磁場，但大氣層卻比地球還要厚。還有別忘了我們前面提到過的，木衛二土衛二就有活躍的地質活動，木衛一甚至是太陽系中最活躍的星球，而這些有著固態表面的衛星可都比地球小多了。
再進一步，我們對一顆星球“像地球”的期待真的有必要么？好像也不一定。
比如，生命一定需要地球那樣的巖質固態表面么？即使是地球上，我們也已經在深海熱泉口附近發現了生命群落的生息繁衍，那么一個沒有固態表面，或者完全被液態水覆蓋的星球中為什么不可能孕育生命呢？
還有，就在最近，天文學家們還發現即使是在純氫氣的環境下，某些簡單細胞生物也能存活和繁衍 [5]，別忘了，很多類似木星、海王星的系外行星很可能大氣的主要成分就是氫氣。
再說，宜居行星和宜居行星就一樣么？
想象一顆系外行星，真的和地球個頭、成分、表面溫度差不多，也有巖質固態表面，也有液態水覆蓋，它真的會像地球那么宜居么？也不一定，因為環繞著什么樣的恒星公轉也很重要。地球是一顆環繞著黃矮星（G型行星）公轉的行星，而如果一顆相似的行星環繞的是紅矮星（M型行星），可能就有點不妙了。
因為想要達到同樣的表面溫度，環繞著溫度更低的紅矮星公轉的行星必然需要距離恒星更近，而離恒星近則往往意味著這顆行星很可能已被潮汐鎖定，也就是有固定的一面永遠面向炙熱的“太陽”，另一面永遠背對著“太陽”，就像我們的月球至于地球一樣。另一方面，紅矮星發出的可見光比太陽光要弱，而紫外線和X射線卻很強，這些對生命來說，都可能是不宜居的因素。
黃矮星vs紅矮星。來源：NASA
也就是說，不管是“宜居行星”還是“超級地球”，它們作為一種系外行星的分類標準本身是ok的，但這種分類標準，即使是以我們目前對地球生命的認知，也不一定和生命掛鉤。這還沒算上目前有限的系外行星探測手段本身的測量和誤差限制。
說回最近這顆大小和溫度與地球非常接近的Kepler-1649c，這顆行星會像地球一樣有固態巖質表面，有液態水么，當然有可能。但即使不是，也沒什么關系。如今的我們已經發現了四千多顆系外行星，而這個數字還在飛速增長中，總有一天，我們會發現和地球越來越像的行星，但問題是這種相似到底有多重要？
畢竟，通過“像不像地球”來推測一顆星球可不可能存在生命，本質上還是因為：我們地球人沒見識，我們尚未見過任何其他星球上的生命。就像如果一個人只見過高緯度的冰封之地南極有企鵝，那么很自然的推想就是溫暖的赤道不太可能會有，但事實上…赤道真的有企鵝。
而認知有限的結果就是：我們只能通過僅有的認知來尋找相似性。然而，實際情況要復雜得多。
歐空局的JUICE號、NASA的歐羅巴快船號和蜻蜓號…哪怕在太陽系內，我們不也已經在逐漸把更多尋覓生命的熱忱從位于宜居帶中的火星轉移到了壓根不在宜居帶的木星和土星的衛星上了么——劇烈的潮汐加熱作用，冰下的液態海洋，海底的水熱活動，噴泉中的有機物……想象一下，一個深海熱泉口附近孕育的生命天堂它不香么？
土衛二的水熱活動。來源：NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
