到2024 年，地球以外有数千颗行星已知。
我们太阳系外的行星或系外行星是什么样子的？此图显示了各种可能性。科学家在 1990 年代发现了第一颗系外行星。截至 2024 年，已确认的系外行星总数超过 5,000 颗。目前尚不清楚没有一个岛屿有人居住，但有一些提出了诱人的可能性：大部分在地球大小的行星中，但在较大的行星中则不多。
图片来源
：NASA/JPL-Caltech
尽管许多具有对生物友好的成分，但已知只有地球拥有生命。
尽管美国宇航局的毅力号火星车于 2021 年初登陆火星，但毅力号花了 400 多个火星太阳才遇到并拍摄了降落伞，使其能够轻轻降落在这颗红色星球的表面。在 2022 年 4 月拍摄的这个地区，在曾经盛有液态水的火星土壤中发现了众多有机化合物。然而，有机物并不一定意味着生命，毅力号上的仪器套件不足以得出这样的结论。需要后续或样本返回任务以了解更多信息。
图片来源
：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
然而，地球拥有的许多特性对于生命的出现可能是不必要的。
我们对宜居带的概念是由这样一种倾向定义的：一颗地球大小的行星在距离其母星的特定距离处具有类似地球的大气层，其表面具有液态水的能力，而没有冰的覆盖。虽然这描述了地球所拥有的条件，但尚不清楚这是否是生命的要求，甚至是偏好。许多被认为适合生命生存的世界很可能无人居住;其他目前未被考虑的可能会让我们感到惊讶。
图片来源
：切斯特·哈曼;NASA/JPL、UPR 阿雷西博的 PHL
以下是我们应该渴望挑战的七个常见假设。
太平洋上的月亮和云层，由 Frank Borman 和 James A. Lovell 在双子座 7 号任务期间拍摄。地球围绕着我们的太阳，拥有适合生命的条件。我们经常认为，一个稳定地球轴向倾斜的大月球对生命是有帮助的，甚至是必要的。但这种假设可能是没有根据的。
信用
：美国宇航局
1.） 拥有一个大月亮可以支持生命。
地球形成大约 5000 万年后，它被一个名叫 Theia 的火星大小的大型天体撞击。碰撞的后果使地球过热并扬起了大量碎片，其中很大一部分最终形成了月球。其余的要么逃脱了地月系统，要么落回了两个天体中的一个。月球的质量大且离地球很近，这稳定了我们的自转轴。
信用
：Mark A. Garlick
我们的月球 是由巨大的撞击 形成的，它稳定了我们的轴向倾斜。
地球目前绕其轴旋转，该轴与太阳倾斜 23.44 度。随着时间的推移，地球的轴向倾斜度变化很小：从 22.1 度到 24.5 度，而像火星这样的行星的变化幅度是火星的 10 倍以上。我们的月球稳定了我们的轴向倾斜，但这是否必要甚至对生命有益尚未正确确定。
图片来源
：CielProfond/Wikimedia Commons
然而，不稳定的旋转轴可能对生物活动是中性的。
与地球上形成的大多数岛弧一样，夏威夷群岛最初是由于地幔羽流通过地壳上升将物质运送到地球表面而出现的。随着时间的推移，熔岩堆积起来，刺出地球的海洋表面，然后，当板块滑过，使正在形成、不断增长的山峰不再位于同一个热点上时，一个新的岛屿开始形成。一旦一座山离开了它的热点，它就只能被侵蚀，不会进一步增长。这为地球活跃的盖子构造提供了强有力的证据;这种特性目前在我们太阳系的其他行星上是看不到的。
图片来源
：美国地质调查局的 Joel E. Robinson
2.） 板块构造是可取 的。
这张图片显示了木卫一上的火山特征，这是伽利略航天器在 1995 年至 2003 年的 7 次近距离接触中近距离拍摄的。这里的淡黄色是由于硫造成的，而即使从太空中也可以明确地看到活跃的熔岩流。潮汐诱发的构造理论上可以像板块构造一样支持生命。
图片来源
：NASA/JPL/亚利桑那大学
强大的潮汐力 可以很容易地释放内部的行星能量。
该动画描绘了过去 20 年中已知近地天体 （NEO） 在某个时间点的位置图，并以截至 2018 年 1 月所有已知小行星的地图结束。尽管像这样的图表看起来多么拥挤，但与它们的实际大小相比，小行星之间的空间平均来说是巨大的。木星的存在大大增加了对地球的撞击率，而不是减少了。
图片来源
：NASA/JPL-Caltech
3.） 附近的气态巨行星保护宜居行星 。
2021 年 9 月 13 日晚上 10 点 40 分左右，木星发生了一次撞击事件，在木星赤道附近出现短暂的瞬态白光闪光。这是自 2009 年以来观测到的第 9 次对木星的撞击。尽管木星受到的撞击比我们太阳系中的任何其他行星都多，但它并没有保护地球，而是在木星不存在的情况下将我们星球的碰撞率提高了大约 3.5 倍。
图片来源：Harald Paleske，德国朗根多夫，spaceweather.com。
在附近，大质量行星对邻近世界 的影响率会增加，而不是减少 。
在我们自己的太阳系中，一颗恒星锚定了这个系统，内部的岩石行星、中距离的小行星带，然后是更遥远的气态巨行星最终让位于柯伊伯带和奥尔特云。各种物体之间的大小、质量和距离通常不被重视，因为这些尺度远远超出了我们的日常经验。
图片来源
：NASA/Dana Berry
4.） 地球的晚期宇宙出现支持了在其上出现的生命 。
在恒星形成区域存在复杂的碳基分子很有趣，但并不是人类要求的。在这里，乙醛（单糖的一个例子）被放置在与它们在星际气体云中被检测到的位置相对应的位置：与目前形成新恒星最快的区域相抵消。星际分子很常见，其中许多是复杂且长链的。
来源
：ALMA （ESO/NAOJ/NRAO）/L. Calçada （ESO） & NASA/JPL-Caltech/WISE团队
生命似乎需要 带有有机分子的岩石行星 。
如果生命始于一种可以从环境中代谢营养物质/能量的随机肽，那么肽-核酸协同进化就可以进行复制。这里说明了 DNA-肽共进化，但它可以用 RNA 甚至 PNA 作为核酸来工作。断言生命的产生需要「神圣的火花」是一个经典的「缺口之神」论点，但断言我们确切地知道生命是如何从非生命中产生的也是一个谬论。这些条件，包括表面存在这些分子的岩石行星，可能存在于大爆炸的前 1-20 亿年。
图片来源
：A. Chotera 等人，Chemistry Europe，2018 年
这样的系统在大爆炸后仅 1-20 亿年出现。
这张彩色编码的地图显示了银河系中超过 600 万颗恒星的重元素丰度。红色、橙色和黄色的恒星都含有足够丰富的重元素，它们应该有行星;绿色和青色编码的恒星应该很少有行星，而编码为蓝色或紫色的恒星周围应该绝对没有行星。请注意，银河系盘的中心平面一直延伸到银河系核心，有可能出现宜居的岩石行星。这张地图显示了我们银河系中不到 0.01% 的恒星。
图片来源
：ESA/Gaia/DPAC;CC BY-SA 3.0 IGO
5.） 生命在银河系中心附近不受欢迎 。
这张图显示了磁化的星系中心，突出了各种特征，由 SOFIA/HAWC+ FIREPLACE 巡天团队拍摄。图像左侧的巨大气泡大约有 30 光年宽，比迄今为止发现的任何其他超新星吹奏的气泡都大几倍。这个充满暴力的环境可能是银河系中唯一一个能量太大以至于生命无法维持的部分。
图片来源
：D. Paré et al.， arXiv：2401.05317v2， 2024
只有最里面的几光年应该是不适合居住的。
欧洲航天局的太空盖亚任务已经绘制了银河系中超过 10 亿颗恒星的三维位置和位置：这是有史以来最多的。根据这些恒星和恒星系统的特性，几乎没有证据表明存在限制生命的银河系宜居带。
图片来源
：ESA/Gaia/DPAC
长期、稳定的条件 几乎无处不在 。
（现代）Morgan-Keenan 光谱分类系统，上面显示了每个恒星类别的温度范围，单位为开尔文。今天绝大多数恒星都是 M 级恒星，只有 1 颗已知的 O 级或 B 级恒星在 25 秒差距内。我们的太阳是一颗 G 级恒星，大约占总恒星的 5-10%。然而，在早期宇宙中，几乎所有的恒星都是 O 级或 B 级恒星，平均质量是今天平均恒星的 25 倍。
图片来源
：LucasVB/Wikimedia Commons;注释：E. Siegel
6.） 需要一颗类似太阳的星星 。
这张图将类太阳恒星与红矮星、典型的棕矮星、超冷棕矮星和像木星这样的行星进行了比较。只有大约 5% 的恒星像太阳或质量更大;K 型恒星占所有恒星的 15%，而红矮星占所有恒星的 75-80%。褐矮星虽然是失败的恒星，但可能与红矮星一样常见。
图片来源
：MPIA/V. Joergens
质量较低的恒星 数量远远超过类太阳 的恒星。
这张照片在猎户座星云最密集的区域，靠近四边形星团的中心，发现了现代人对银河系恒星形成区域内部的一瞥。然而，恒星形成的特性会随着宇宙时间的变化而变化，从一个星系到另一个星系，在与星系中心不同的半径上，等等。在将太阳与宇宙中的恒星总数进行比较时，必须考虑所有这些特性以及更多特性。请注意，我们的太阳诞生于 46 亿年前，比所有恒星的 85% 还要年轻。
来源
：X射线：NASA/CXC/宾夕法尼亚州立大学/E.Feigelson & K.Getman等人;光学：NASA/ESA/STScI/M. Robberto 等人。
一旦耀斑稳定下来，K 型和 M 型恒星应该支持宜居性。
在三种不同波长的光中观察同一空间区域，短波长红外视图、长波长红外视图和 1.87 微米波长的窄带视图，揭示了猎户座星云同一区域内的许多不同的特征。在长波长光下明亮、发光的特征表明存在大量适度凉爽的中性物质，表明这些区域的恒星形成仍在进行中。活跃的恒星形成区域不仅创造了像我们这样的单重态恒星系统，还创造了双星、三元恒星，甚至更丰富的多星系统。
图片来源
：M.J. McCaughrean & S.G. Pearson，A&A提交，2023年;动画由 E. Siegel 提供
7.） 贫金属的恒星不适合居住 。
这些图表显示了估计的恒星形成速率密度与形成的恒星的红移和金属丰度的函数关系。尽管存在很大的不确定性，但可以肯定地得出结论，在所有恒星中，只有大约 3% 到 20% 的恒星的重元素含量大于或等于我们的太阳，大多数估计值仅在 4-10% 之间。然而，大多数重元素含量至少占太阳重元素含量 ~25% 的恒星都拥有行星。
图片来源
：M. Chruslinska & G. Nelemans，MNRAS，2019
只有太阳重元素一小部分 的恒星容纳着岩石，可能支持生命的行星。
詹姆斯·韦伯太空望远镜 （JWST） 拍摄的原行星盘（或称 Orion 294-606）的这张照片不仅展示了 JWST 在对此类物体进行成像方面有多么出色，还展示了恒星系统彼此之间的真实距离，即使在它们形成的恒星形成区域内也是如此。这个新形成的天体是由于气体云坍缩造成的，总有一天会变成一颗恒星，但还不是恒星。恒星只需要太阳所拥有的重元素的一小部分即可形成行星。
来源
：NASA/ESA/CSA/McCaughrean & Pearson
