太陽系和Gliese 581星系的各行星相對位置

非洲的沙漠

　　北京時間9月5日消息，正如弗蘭克赫爾伯特(Frank Herbert)出版的經典科幻小説《沙丘》中描述的那樣，科學家們研究認為那種沙丘遍佈的行星可能將是星系中最有希望存在生命的地方，而不是像地球這樣擁有豐富水體的星球。

　　而這還不是此項研究中最出乎意料的結論。該項研究中還同時指出，有太陽系高溫地獄之稱的金星可能僅僅在大約10億年前還是一個非常宜居的沙漠星球，而現在那裏的地表溫度高達460攝氏度，連鉛都會熔化。

　　追尋水的足跡

　　在地球上，只要有水的地方就有生命。因此我們之前在宇宙中搜尋可能存在的其它生命時也正是以此為基準，即尋找水的蹤跡，尋找擁有表面液態水體的行星。

　　我們目標中的候選行星應當是和地球那樣，擁有廣闊的海洋甚至就是個“海洋星球”，即全球完全被一個連續的，深達數百公里海洋的浸沒的世界，或者形象的説，很像是木衛三地表的冰層完全融化之後的樣子。

　　為了達到宜居狀態，這顆星球必須運行在所謂的“宜居帶”之中，即它距離其中央恒星的距離必須適中，不太遠也不太近，因此它的地表溫度也才能保持適當範圍，不太熱也不太冷，從而允許水以液態形式存在。太遠了水會凍結，就像太陽系中的火星；太近了水會蒸發，就像太陽系中的金星。

　　在太近的距離上，行星表面的溫度會急劇上升，水汽不斷蒸發升入高空，在那裏被恒星紫外線擊碎，分離為氫和氧。隨後氫氣向太空逃逸，而氧則會和呈熔融狀態的地表物質發生反應，溶入地幔層。隨著時間的推移，行星大氣中的水汽幾乎會完全喪失。

　　和這種“水”星球不同，科學家們設想了“沙漠”星球。這些星球的表面遍佈沙漠，但是零星存在一些綠洲。如《沙丘》一書中描述的行星“Arrakis”，就是一顆發育良好的宜居星球。

　　Arrakis 事實上就是一顆“改良版”的火星，只是它更大，更溫暖，並且有稀疏的生命分佈。另外它的表面有可供呼吸的氧氣，極地地區溫度較火星要高一些，分佈有小規模的水冰極冠，清晨還會出現露珠。

　　對陸地行星的模擬

　　科學家們認為，像這樣僅擁有少量水分佈的特點反而可以幫助這樣的行星擁有更大的宜居帶範圍。之所以這樣認為，有幾點原因，首先這樣的星球上可以變為冰雪的水量較少，而白色的冰雪會反射太陽光。因此，更少的冰雪覆蓋意味著顏色較深的岩土地表可以吸收更多的太陽熱量，以防止全球冰凍的發生，從而使宜居帶的範圍向外側擴展。

　　除此之外，其缺水的大氣也使其不能像富水行星的大氣層那樣蓄積大量的熱量，從而避免了發生嚴重溫室效應的可能性，這也就向內側擴展了宜居帶的範圍。並且，大氣層中水量的缺乏也緩解了大量水汽上升至高層大氣並被紫外線打碎散逸進入太空的風險。

　　日本東京大學科學家阿部豐，美國宇航局埃姆斯研究中心的凱文扎尼(Kevin Zahnle)和同事們採用多種和地球大小相當的類地行星全球氣候模型進行了測試。在他們對“沙漠型”行星的測試中，他們讓地球的自轉速率，大氣壓和二氧化碳含量保持不變，但移除了海洋和植被覆蓋，但保留了地下水的存在。

　　這樣的結果是他們發現相比“水行星”，“沙漠行星”的宜居帶範圍要比前者大上三倍。在發表在《天體生物學》雜誌上的一篇文章中，研究者們寫道：“暗淡藍點並非是和地球類似的行星的唯一模型，第一種出現的宜居行星可能是一顆陸地行星，而非海洋行星。”

　　宜居帶中的沙漠星球

　　在分析行星分佈的宜居帶範圍外緣究竟在何處時，阿部和同事們計算出一顆類似地球的“水行星”，只要其接收到的太陽光強度降低到目前強度的72~90%，就會發生完全冰封的情形。當然除此之外還要考慮這顆行星的自轉軸傾角大小。