宇宙中的地球到底是怎么形成的（宇宙中的超级地球）

地球目前是人类唯一的家园，为地球上各种生物的生存和繁衍提供了非常适宜的温度、光照、空气、磁场等条件，而且这些条件以近乎完美的形式组合在一起。地球这种优越的行星，不但在太阳系内没有第二个，即使是在科学家发现的1000多颗系外行星中，也可能是独一无二的。

不过，有的系外行星距离地球非常远，我们通过天文望远镜，根本看不到它们表面的详细状态。特别是对于那些处于母星宜居带内的系外行星来说，虽然理论上具有存在液态水的条件，但是上面是否具有维持生命存在的基本条件，我们却无法给出准确答案。

放眼整个太阳系，水星、金星和火星是和地球一样的岩石行星，但是，这些行星与地球又不完全一样，比如水星和火星表面是贫瘠的荒地，金星表面是噩梦般的“地狱”。

除了岩石行星外，太阳系还有几个气态行星，由于木星和土星上面有着非常厚的大气层，内部的温度和压力会随着深度的增加而升高，所以根本无法满足生命存在的基本要求。而那些距离太阳更远的冰巨星，虽然也是气态行星，但是由于表面温度很低，在它们坚硬的外壳下或许存在着更丰富的液态水，所以这些远日冰巨星，有可能是人类今后在太阳系内的第二个家园。

但是，从目前天文探测领域看，科学家们对于地外生命的探测，仍然是有很大的限制性，即所讨论的标准，仍然是沿用的是地球世界，以及地球上的生命特征。

这也就意味着，在科学家对超级地球的探测中，需要找到那些和地球的位置、状态、运行等非常相似的行星。这些特征最为核心的主要包括：处在恒星的宜居带内、拥有对相厚但不太厚的大气层、表面有液态水，另外必须有一个强度适中的磁场，以保护大气和液态水免受恒星风暴的持续猛烈攻击。当然，要让一个行星世界真正能够承载生命，还需要有其他更多的标准，但是如果没有上面提到的这些基本条件，那么在外星世界上存在生命的机会就会非常渺茫。

在天文探测领域，科学家们对超级地球的大小，其实是有一个明确的界定标准的，那就是处在地球1倍质量和10倍质量之间。但是这个标准，仅仅是从大小方面的一个粗略规定，并没有考虑许多对行星宜居性的因素。

当然，最理想的情况是超级地球的大小与地球相当，这种情况下，如果参考地球生命的诞生过程中，那么这样的超级地球诞生生命的可能性就会更大，有更有可能适合居住。但是，如果到了海王星那么大，那么就会变得不再那么“好客”了。

因为随着行星质量的增加，表面重力会加强，对周围空间中的物质引力也会不断增强，那么就会吸引越来越多的气体和尘埃物质，使得岩石核心最终会被包裹在厚厚的大气层，从而演变化气态巨行星，而不是岩石世界。长期以来，科学家们都无法在岩石行星和气态行星之间找出一个明显的界限来，而超级地球的出现，有可能会弥合这一问题。

当然，除了大小之外，超级地球的轨道也是个重要因素。如果一颗行星距离母星太近，那么不管是大还是小，那么它的表面都将会被烧焦。比如，在距离地球55光年外，一颗质量是地球8倍的超级地球-55 Cancrie，由于距离母星太近，表面只是一个呈熔融状态的球体。

再比如，在距离地球73光年外，一颗质量是地球3倍的超级地球TOI 270d，它距离母星较远了，表面几乎全是气体，这使它更像“迷你海王星”。这两颗行星的状态，与地球相差很大，因此存在生命的可能性非常低。

除了上面提到的超级地球的大小和轨道以外，一个可居住的超级地球，还必须拥有合适的密度，也就是说表面不能太“硬”，也不能有太多的气体。不过，从目前看，科学家们对于特定系外行星的密度信息还知之甚少。

比如，距离地球20光年的Gliese 581c这颗超级地球，其质量为地球的5.5倍，位于恒星的宜居带内，但是科学家们只测算出了它的质量，并不知晓它的半径，因此无法确定其密度。在这种情况下，以这颗行星的质量和轨道来衡量，它有可能是一个典型的岩石世界，也有可能是一个金属球体，当然也有可能是一个微小的气体世界，甚至由钻石构成都是有可能的。

而对于系外行星的磁场，控制起来难度就更大了。科学家们普遍认为，比地球大的行星可能都拥有磁场，但是由于不知道行星的形成具体时间，到底存不存在磁场也就不能完全确定了。比如太阳系内的金星和地球大小相当，但是磁场却非常微弱，只有地球的千分之一。而假如系外的超级地球存在的时间太久，内部已经失去了岩浆物质，那么磁场也会失去。没有了磁场保护的行星，将会受到非常强烈的恒星风以及宇宙射线的轰击，存在生命的可能性也微乎其微。

从目前的监测情况看，也许最适合人类宜居的最大超级地球，是位于49光年外的LHS 1140b，它围绕着一颗红矮星公转，是地球质量的6.5倍。虽然它非常靠近母星，公转一圈的时间只有25天，但由于母星是一颗“凉爽”的红矮星，即使距离很近，也是处在宜居带内的。最为重要的是，科学家们根据行星的大气模型，测算出这颗行星表面包裹着厚厚的大气层，这为行星上存在着大量液态水提供了可能。

后续，科学家们将利用宇宙行星“狩猎者”-韦伯太空望远镜，来详细地观察这颗行星，最终来确定它到底适不适合人类居住。从某种意义上来说，目前LHS 1140b这颗行星，极有可能成为拥有生命世界的最大行星。