系外行星的地球相似指数与宜居性研究

系外行星的研究一直备受天文学家、行星科学家与天体生物学家的关注。对来自 CoRoT、Kepler 等空间任务的大量行星数据的分析，最终指向寻找一颗与地球相似的行星——地球孪生星，并探寻潜在的宜居性。地球相似指数(Earth Similarity Index, ESI)被定义用以寻找与地球的相似性，其范围从 1（地球）到 0（与地球完全不同）。ESI 可利用行星的四个物理参数计算，即半径、密度、逃逸速度与表面温度。进入表面 ESI 的表面温度是不可观测量，我们所知的仅是系外行星的平衡温度。我们利用太阳系天体可用数据建立了表面温度与平衡温度之间的关系，以应对表面温度确定的困难。由 ESI 分析，我们发现了 20 颗 ESI 值高于 0.8（设为阈值）的类地系外行星。我们也对类火星行星感兴趣，以搜寻可能承载极端生命的行星，例如甲烷特异性极端嗜极生命代谢，为此引入了一种称为火星相似指数(Mars Similarity Index, MSI)的新方法。MSI 定义于 1（现今火星）到 0（与现今火星不相似）之间，并使用与 ESI 相同的物理参数。我们引入了另一种基于 Cobb-Douglas 函数（多参数函数）研究系外行星潜在宜居性的新方法。这并未产生任何令人鼓舞的结果。