本文参加百家号#科学了不起#天文航天系列征文赛。
我们的太阳系包含多种多样的星球。太阳系有两个具有显著环系的气体巨星，两个冰质巨行星，还有一颗离太阳非常近，又因为距日太近被排除在太阳的宜居圈之外的星球。当然还有三个包括地球在内的岩石世界，有时能在它们的表面发现液态水。月球虽然也有明显的液态水，但是因为其大量液态水被封存在冰层之下，不能被包括在岩石星球之内。
图解：年1月2日：天文学家估计银河系可能包含多达4,亿颗系外行星，这几乎是每一颗恒星都有一颗行星。
近距离研究这些地外世界对于外空生物学是很重要的，因为从中我们可以了解到我们所寻找的太阳系外行星的模样。在太阳系外可能还有另外的金星，那里有着与我们正在遭受的亡命温室效应相似的环境，正像太阳系外可能有许多类似于木星、土星的行星一样。太阳系中最有趣的，也是我们最希望发现有相似并且宜居的星球的，就是地球了。但是也有几类，至少几个适合居住的星球我们并未拥有，其中最重要的就是超级地球。
图源：baidu
对于超级地球的定义仍然比较模糊，因为这个概念基于这个星球的质量而来，而非它表面的条件，它可以是非常“地球”的岩石星球，也可以是非常“不地球”的一种迷你海王星。现在既没有就如何给这几类星球细分小类达成一致，甚至在具体多大体积的星球可以被称为超级地球上也没有共识。我倾向于将“超级地球”这个术语限制在“像地球”的岩石星球中，这样当我们讨论在小型天王星时使用“地球”这个术语时就不会发生混淆了。至于它的体积，你可以说它比地球大，而它的质量则小于地球的质量的十倍。
图解：艺术家显示在银河系内的恒星有行星环绕着是多么普通的现象。
在类地行星中，我们最感兴趣的是那些有着岩石表面，并且大气环境在某种程度上也类似于我们的地球的星球，而区别仅仅在于它们比地球更大。这样一个星球会是什么样子呢？而那些与地球的不同之处又会怎样影响在那些星球上生活的生命？答案非常简单，这要看这个星球到底有多大。
图源：baidu
费米悖论的一个首要的解决方案就是稀有地球假设。这个假设指出，地球是极其特殊的，并且拥有一些属性使得复杂生命和文明能够在这里出现。如果没有这些属性，包括从拥有月球，潮起潮落到板块构造的一切，生命可能就不会从过去的微生物状态发展出复杂生命体，这也就意味着智慧在宇宙中是十分稀有的，因为地球的生存条件在宇宙中本就十分稀有。
图解：太阳系与巨蟹座55行星系统的比较图。
然而一种有些投机取巧的解决方案让事情走向另一个方向，即希望存在着另一个星系繁衍着许多其他文明。在这个星系中可能存在着其他星球，比地球更有利于创造出复杂生命，哺育他们的文明。这也就是超级地球的理论来源。这个想法认为如果有一个星球的质量是地球的两倍，但是在液态水等其他一切方面都与地球相似，那么这里可能实际上是一个比地球更加宜居的环境。
Nasa发现的7个类地行星图源：baidu
这样说也有几点原因。第一，这样一个星球有更加强大的重力，能够维持住更厚的大气层。这一点很重要，因为星球大气层帮助星球表面抵挡有害的宇宙射线。除此之外星球拥有更大的质量还有其他的优势。如果假定这个星球的内部结构和地球相当，他就可以产生更强大的磁场。正如我们所知，磁场帮助我们阻挡了太阳风暴，没有磁场生命就不复存在。更强大的磁场就拥有更大的阻挡力。
图解：画家笔下的脉冲星PSRB+12行星系统
增大的重力也有其他用处，它会使得这个星球的地势总体上比地球平坦许多。这一点是由更大的重力和更高的星球表面腐蚀程度共同导致的。你可以把它想象成一个海洋星球，它的洋面比地球平静，或许还有一些小型的陆地和岛屿，就像地球上有些地方一样。
地球与比邻星b图源：baidu
另一方面的优势在于，一个体积是地球体积的两倍的星球可以在其内部保存更多的热量，这可以让板块构造保持得比地球上更长久。我们并不知道地球的板块构造可以保持多久，人类还未完全掌握地球内部这一方面的信息。事实上，一些证据表明在过去的某一历史时段，板块运动曾经完全停止过，在将来也有可能再次停止，并且在某些条件作用下再次开始运动。
这听起来并不是好消息。但是，在这里请允许我离题一下，让我们假设这个假定中的星球的板块构造也像地球一样，通过碳循环的方式对复杂生命和环境构成重大的影响。如果真的有一个超级地球在一颗永存的、稳定的恒星（例如橙色矮星）的轨道上运转，并且其宜居地带的地表有液态水存在，还能提供发展生命的稳定性，那么那将会是一个有利于生命生存的地方，尤其是有灵生命。这将会成为这个星球超越地球的宜居性的诱因。
橙色矮星图源：baidu
那么，既然人类自己就是生命可以存在于不完美的世界上的证明，谁又能说得准会有什么生物生活在超级地球上呢。人们只能想象出质量是地球的两倍的星球上的生命大概是什么样子。更大的重力会创造出低矮却健壮结实的物种吗？亮度低的橙色矮星会导致那些生物有着巨大的眼睛吗？这些事情想来有趣，但是我们真的一点也不知道外星生物真实的样子。当你想象的时候，你只能推测出许多假设。但是这一件事我们真的知道。重力最终会抹杀掉它的优势。
图源：baidu
这个“很像地球”的星球的体积越大，这个星球就越不像地球。越来越厚的大气层、大得过分的大气压强以及太过强大的重力导致大量的能量需要转移。再加上其他的因素也可能参与进来，这个星球可能再也容不下陆地或岛屿，只能变成一个全是水的世界，整个星球上的海洋也是低浅而平静的。这对生活在这个星球上的有灵生物来说并不是好事。对一个文明来说，太多的水和没有水一样糟糕。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.清风明月不可负-
如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除
转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处