太阳邻近恒星宜居带，金星型系外行星——为寻找地外生命提供线索

摘要：“反证更容易”的古老格言，可能在揭示太阳系附近可能存在生命的系外行星特性方面，发挥着极其重要的作用。仅仅寻找与地球相似的行星已经很困难，如果浪费时间在虚假阳性上，那就更加不可取了。

“反证更容易”的古老格言，可能在揭示太阳系附近可能存在生命的系外行星特性方面，发挥着极其重要的作用。仅仅寻找与地球相似的行星已经很困难，如果浪费时间在虚假阳性上，那就更加不可取了。

最近发表在学术期刊《Science Advances》上的一篇论文，提出了在类似金星的地狱般系外行星大气中检测二氧化硫（SO2），并将其作为否定当前已知生命形式和水存在的负化学指标（标志物）。

论文的首席作者、瑞士联邦理工学院苏黎世分校（ETH Zurich）的行星科学家肖恩·乔丹（Sean Jordan）在奥地利维也纳举行的欧洲地球科学联盟（EGU）2025年年会上接受采访时表示，调查所有系外行星的观测数据，确定拥有液态表层水且适宜生命存在的行星是非常困难的。

然而，乔丹指出，如果能够识别大气中的SO2，这将是水存在的否定性信号。他继续说，这表明至少在目前观测的行星上没有液态水，因此它们不是生命探测的理想地点。

根据论文，这项研究利用了表层没有水的事实，提出可以绘制出一张指示系外行星宜居区（生命适宜生存区域）内缘的地图。没有表层水，正如与水的存在相对的，通过大气中的硫磺可以明确揭示这一点。论文解释说，太阳系中的金星大气中富含SO2，这与生命存在的行星不同，后者的SO2将在降雨过程中被排除。

此外，这类研究将使行星天体物理学家最终能够确定，围绕太阳附近的数十颗M型红矮星的宜居区内缘位置。M型星的质量约为G型太阳质量的0.1至0.5倍。更重要的是，这类星体作为氢燃烧的主序星，其寿命非常长，这对宇宙生物学来说可能是最关键的。

最常见的恒星

红矮星不仅是银河系中最常见的恒星和行星系统，而且由于它们相对较小，行星与主星之间的相对大小（大小比）较大，因此从几何学角度看更具优势，乔丹指出。这使得行星在经过主星前时（过境）所产生的信号更加明显，乔丹解释道。

目前主要的挑战是确定特定恒星系的宜居区。最简化的定义是，指的是地球型行星表面可能存在液态水的区域。

根据乔丹的说法，围绕M型红矮星公转的行星是否能够保持大气仍不清楚。原因是强烈的紫外线和X射线辐射可能会将行星的大气吹走。

金星和地球是天体物理学上的双胞胎？

天体物理学上的双胞胎？

实际上，考虑到大小和质量，太阳系中的金星与地球在天体物理学上可以说是非常相似，几乎可以称得上是天体物理学的“双胞胎”。但相似之处也仅止于此。金星的表面温度高得足以融化铅，大气压力超过地球表面90倍以上。尽管如此，正如常被提到的那样，如果我们无法理解邻近的行星，那么过去30年中天文学家发现的数千颗新的太阳系外行星又该如何理解呢？

根据论文，宜居区内缘的推测值在很大程度上依赖于模型假设，以及行星的演化是否从“热启动”还是“冷启动”开始。在初期设定为拥有表层海洋的低速自转行星模型（冷启动）中，通过云层和气候的反馈，能够维持恒星周围传统金星区域内适宜生命存在的条件。

论文指出，在NASA的詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）可用的情况下，下一步极为重要的任务是在近邻系外行星中绘制出宜居区内缘的地图，以研究生命的起源及其存在的概率。确立类似金星的大气层，其表面温度过高、无法维持液态水的行星，将成为限制岩石行星生命存在可能性的关键。

太阳系中的金星过去曾适宜生命存在吗？