在圣埃克苏佩里的经典中篇小说《小王子》中，小王子寓居在一颗只需房子巨细的细小行星之上。在这颗小小星球上，他在一天中的任何时分，只需略微的移动椅子就能看见日落。
小王子的故土。图片来历：Wikimedia commons
当然，在现实生活中，如此小的天体是无法支撑生命的，由于它们没有满足的引力来保持大气层。但单从宜居性的视点来看，多小才算是太小了呢？
在一篇新论文中，哈佛大学的研讨人员描绘了一种可以长期保持外表液态水存在的新的、更小的行星尺度约束，然后扩展了引力卑微的小型行星的宜居带规模。这项研讨扩展了在国际中查找生命的规模，并提醒了小型行星上重要的大气演化过程。
论文的榜首作者Constantin Arnscheidt说：“当人们在考虑宜居带的表里边际时，他们倾向于只从空间上考虑，也便是考虑这颗行星离恒星有多近。但实际上，影响宜居性的还有许多其他变量，例如质量。而以行星的巨细来为宜居性设定一个更低的鸿沟，可以为正在进行的寻觅宜居的系外行星和系外卫星作业带来重要的约束。”
一般来说，假如一个行星外表上的液态水可以保持满足长的时刻（保存地说大约10亿年），然后使生命得以进化，那么这颗行星就可以被认为是宜居的。天文学家会在特定类型恒星的特定间隔规模内寻觅这些宜居行星，这种特定类型的恒星比咱们的太阳更小、更冷、质量更低，它们所具有的宜居带比那些更大、更热的恒星更近。
一颗恒星的宜居带的内缘是由一颗行星可以离这颗恒星的最近间隔决议的，在这个间隔上，这颗行星上的地表水不会由于温室效应而悉数蒸腾。可是，正如Arnscheidt等人所示的那样，这个界说并不适用于小的、低引力的行星。
当一颗行星的大气所吸收的热量多于它可以辐射回太空的热量时，就会阻挠这颗行星降温，然后导致失控的温室效应发作。这最终会导致无法阻挠的变暖，直到它的海洋也变成了大气中的蒸汽。
但是，当行星变小时，一些重要的工作发作了：跟着行星变暖，大气层会向外胀大，相关于行星的巨细变得越来越大。这些大的大气层增加了热量的吸收与辐射，使星球能更好地保持在一个安稳的温度上。研讨人员发现，大气胀大可以避免低引力行星呈现失控的温室效应现象，使它们在离恒星更近的轨迹运行时仍能保持星球外表的液态水。
但是当行星变得太小时，它们就彻底失掉大气层，使得星球上的液态水要么冻住要么蒸腾。研讨人员发现关于行星来说，存在一个合适寓居的临界尺度，小于这个临界尺度的行星就永久不或许宜居，这意味着宜居带不仅在空间上存在鸿沟，并且在行星的巨细上也存在鸿沟。
他们发现在太阳系中，这个临界巨细约为地球质量的2.7%。假如一个天体的质量小于地球的2.7%，那么它的大气层会在它还没有机会构成外表液态水的时分就现已失控了，就像现在太阳系中的彗星相同。以这个规范拿来看，月球的质量为地球质量的1.2%，水星为地球质量的5.53%。
这张图显现了以行星质量来说的宜居性下限。假如一个天体的质量小于地球的2.7%，那么它的大气层将在它可以构成外表液态水之前逃逸。| 图片来历：Harvard SEAS
研讨人员还可以估算出绕某些特定恒星旋转的小型行星的宜居带。他们对两种不同类型的恒星进行了两种场景建模：一种是G-型星，例如咱们的太阳便是；另一种是M-型星，比如以狮子座的一颗红矮星为模型。
这项研讨的资深作者Robin Wordsworth说：“在寻觅生命的过程中，低质量的水国际是一种令人神往的或许性。这篇论文标明，与类地行星比较，它们的行为或许会有多不同。一旦可以对这类天体进行观测，那么在这些天体上直接验证咱们的猜测将会是极度令人兴奋的事。”
原文标题为“A goldilocks zone for planet size”，首发于2019年9月10日，中文内容仅供参考，全部内容以原文为准。
来历：原理
修改：小林绿子
