银河系内宜居性模型

我们提出了一个银河系宜居带模型，从可能有利于复杂生命发展的银河系空间和时间维度进行描述。通过蒙特卡洛方法逐个填充恒星及其行星系统，采用计算方式对银河系进行建模。我们从银河系盘面的成熟属性开始，例如恒星数密度分布、初始质量函数、恒星形成历史以及作为径向位置和时间函数的金属丰度梯度。我们改变其中一些属性，创建了四个模型以测试我们假设的敏感性。为了评估银河系尺度上的宜居性，我们对超新星爆发率、行星形成以及复杂生命演化所需时间进行了建模。我们的研究通过逐个填充恒星以及从该预先存在的恒星群体中选择II型和Ia型超新星的前身星来模拟其灭菌效应，改进了关于银河系宜居带的其他文献。此外，我们分别考虑了潮汐锁定和非潮汐锁定行星的宜居性，并研究了宜居性作为银河系盘面上下高度的函数。在最精确再现银河系属性的模型中，结果表明单个Ia型超新星平均比单个II型超新星致命约5.6倍。此外，我们预测约1.2%的恒星拥有一个在银河系历史中某个时刻可能支持过复杂生命的行星。在那些拥有宜居行星的恒星中，约75%的行星预计与其主星处于潮汐锁定状态。这些可能支持复杂生命的大多数行星位于银河系内部，分布在银河系盘面内以及盘面上下显著距离处。