具有类似地球生物圈的宜居行星可能比想象的要稀少得多

在我们自己的银河系中，被确认的行星的数量现在已经达到了数千颗。然而，既像地球又在宜居区的行星，即恒星周围温度正好适合液态水存在于表面的区域却要少得多。

目前，只有少数这样的岩质和潜在可居住的系外行星是已知的。然而，新的研究表明，这些行星都不具备通过"含氧"光合作用维持类似地球的生物圈的理论条件，地球上的植物利用这种机制将光和二氧化碳转换成氧气和营养物质。

这些行星中只有一颗行星接近于接受维持一个大型生物圈所必需的恒星辐射。开普勒-442b，一个质量约为地球两倍的岩石行星，围绕着1200光年外的一颗中等温度的恒星运行。

潜在的宜居行星开普勒422-b（左）与地球（右）的艺术表现。资料来源：Ph03nix1986 / Wikimedia Commons

这项研究详细研究了一颗行星从其宿主恒星接收到多少能量，以及生物体是否能够通过正常的含氧光合作用有效地生产营养物质和分子氧，这两者都是我们所知的复杂生命的基本元素。

通过计算一颗行星从其恒星上接收到的光合作用辐射量，研究小组发现，温度只有我们太阳一半左右的恒星无法维持类似地球的生物圈，因为它们不能提供足够的正确波长范围的能量。含氧光合作用仍然是可能的，但这样的行星不能维持一个丰富的生物圈。

被称为红矮星的更冷的恒星周围的行星，其温度大约是我们太阳温度的三分之一，不可能得到足够的能量来激活光合作用。比我们的太阳更热的恒星要亮得多，在有效光合作用的必要范围内发出的辐射比红矮星多十倍，然而一般来说，它们的寿命不足以支撑复杂生命进化。

该研究的主要作者、那不勒斯大学的乔瓦尼-科沃内教授评论说："由于红矮星是迄今为止我们银河系中最常见的恒星类型，这一结果表明，其他行星上类似地球的条件可能比我们希望的要少得多。这项研究对复杂生命的参数空间提出了强有力的限制，因此不幸的是，承载丰富的类地生物圈的 "甜蜜点"似乎并不那么宽。

未来的任务，如将于今年晚些时候发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），将具有观察其他恒星周围的遥远世界的敏感性，并对一颗行星承载我们所知的生命的真正需要进行新的揭示。