Candidate Planets in the Habitable Zones of Kepler Stars
开普勒任务的一个关键目标是在“宜居带“中发现地球大小的凌日行星，在那里恒星辐照度使类地行星保持温和的气候。对行星半径和辐照度的可靠估计需要精确的恒星参数，但大多数开普勒系统都很微弱，这使得光谱学变得困难，并且需要优先考虑目标。用贝叶斯方法估计了2035颗主星的参数，计算了2738颗候选行星或已确认行星在宜居带内运行的概率p（HZ）。达特茅斯恒星演化计划模型与开普勒输入目录中的光度测量、恒星质量、年龄、金属丰度和距离以及行星过境持续时间的先验进行了比较。分析产生了概率密度函数，用于计算行星半径和恒星辐照度的置信区间，以及p（HZ）。62颗行星的p（HZ）> 0.5，最可能的恒星辐照度在宜居带范围内。其中14颗的半径小于地球的两倍;在半径和辐射度方面最像地球的天体是KOI 2626.01和3010.01，它们绕着晚K/M型矮星运行。开普勒矮恒星中，在可居住带宜居带（eta-Earth）中有地球大小行星的比例为0.46，95%的置信区间为0.31-0.64。来自盖亚任务的视差将使不确定性减少五倍以上，并允许将凌日行星明确分配到开普勒恒星的宜居带。
2013-05-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Impact of Stellar Rotation on the Detectability of Habitable Planets Around M Dwarfs
恒星的活动和旋转阻碍了通过径向速度技术探测系外行星。这种效应对于M矮星来说尤其令人担忧，因为M矮星可以在数十亿年内保持磁性活跃。我们编译的旋转周期晚型恒星和M矮行星主机样本，以调查整个主序列的老场星的旋转周期。我们表明，恒星质量在0.25和0.5太阳质量（M4 V至M1 V），恒星旋转周期典型的场星与行星的轨道周期在宜居带。这将对发现和描述早期M矮星周围潜在的宜居行星构成根本挑战。由于中M矮星的自转周期较长，而行星宜居带的轨道周期较短，质量在0.1到0.25太阳质量之间的恒星（M6 V到M4 V）提供了更好的机会通过径向速度来探测宜居行星。
2016-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
General Relativity Can Prevent a Runaway Greenhouse on Potentially Habitable Planets Orbiting White Dwarfs
本研究分析白矮星宜居带行星因伴星引发偏心率振荡和潮汐加热而可能进入失控温室的问题，证明广义相对论轨道进动在部分系统架构下可抑制该效应并保护宜居性。
2025-09-30 astro-ph.EP astro-ph.SR gr-qc
The trail of water and the delivery of volatiles to habitable planets
水对于我们理解行星系的演化和挥发物向潜在宜居行星表面的传递至关重要。然而，我们目前基本上没有能够全面观察这一关键物种的设施。在这份白皮书中，我们认为我们需要一个相对较大的，冷的天基天文台，配备高分辨率光谱仪，在中到远红外波长范围内（25-600~ $μ$ m）为了回答关于行星形成的基本问题，比如地球从哪里得到了它的水，巨行星和星子是如何生长的，以及在其宿主恒星的宜居带中形成的行星是否普遍存在水。
2019-03-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
An upper limit on the ratio between the Extreme Ultraviolet and the bolometric luminosities of stars hosting habitable planets
在不同光谱类型恒星的经典宜居带中已经发现了大量的类地行星，预计在不久的将来会发现许多类地行星。然而，由于缺乏对大气特性的了解，这些行星的周围环境是未知的。已知来自恒星的足够量的极紫外线（EUV）辐射可以驱动氢的流体动力外流，这可能会将较重的物种从行星的大气中拖走。如果质量损失率足够高，那么大量的挥发物就会逃逸，导致行星变得不适合居住。考虑到能量有限的流体动力学质量损失与逃逸率，导致氧逃逸alongwith氢，我提出了一个上限之间的比例的EUV和恒星的辐射热光度限制了他们周围的行星的可居住性。将这个限制应用于拥有已知极紫外光度的行星恒星，意味着许多M型恒星周围不应该有可居住的行星。
2016-03-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Closeby Habitable Exoplanet Survey (CHES). IV. Synergy between astrometry and direct imaging missions of the Habitable World Observatory for detecting Earth-like planets
本文研究CHES天体测量与HWO直接成像的协同作用，发现先验CHES轨道约束可将类地行星探测完备性提高约10%，探测效率提升2至30倍。
2025-05-05 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Stellar space weather effects on potentially habitable planets
恒星活动可以以辐射（例如，增强的X射线日冕发射，耀斑）和粒子（例如，风，日冕物质抛射）的形式显示出来。这些现象共同塑造了外行星周围的空间天气。随着恒星的演化，它们不同形式的活动也在演化--一般来说，年轻的类太阳恒星有更强的风，更频繁的耀斑发生，也可能更频繁地发生日冕物质抛射。总而言之，这些影响可以为可居住区行星创造更恶劣的粒子和辐射环境，与地球相比，特别是在年轻时。在这篇文章中，我将回顾这些恶劣环境对潜在宜居系外行星的一些影响。
2022-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar activity mimics a habitable-zone planet around Kapteyn's star
卡普坦的恒星是一颗古老的M型亚矮星，被认为是银河系恒星晕群的一员。最近的一项研究声称，根据径向速度（RV）观测，该恒星周围存在两颗超级地球行星。这些候选行星中最里面的一颗--卡普坦b（P = 48天）--位于星周宜居带内。鉴于最近的进展，了解恒星活动在探测行星信号的影响，我们分析了所观察到的HARPS数据的恒星活动的签名。我们发现，虽然Kapteyn的恒星是光度非常稳定，一套光谱活动指数揭示了一个大幅度的旋转信号，我们确定的恒星旋转周期为143天。光谱活动示踪剂与所谓的“行星b”的RV信号有很强的相关性，48天的周期是恒星自转周期的整数分之一（1/3）。我们的结论是卡普坦b不是一颗位于宜居带的行星，而是恒星活动的产物。
2015-06-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnetospheric Structure and Atmospheric Joule Heating of Habitable Planets Orbiting M-dwarf Stars
利用一组磁流体力学（MHD）模型研究了M型矮星在可居住带宜居带内的磁层结构和电离层焦耳加热。恒星风的解决方案是用来驱动一个模型的行星磁层，这是一个模型的行星电离层耦合。我们的模拟显示，近距离可居住行星周围的空间环境是极端的，恒星风等离子体条件沿着行星轨道从亚阿尔夫文到超阿尔夫文变化。结果表明，磁层结构发生了显著的变化，在超阿尔文区形成了弓形激波，而在亚阿尔文区没有弓形激波形成。这些行星大部分时间居住在亚阿尔夫文区，大气保护很差。由于行星与恒星风的相互作用，在大气层顶部提供了大量的焦耳加热。对于稳态解，加热约为总入射恒星辐射的0.1- 3%，而对于含时解，加热增加了50%.这里获得的显著焦耳加热应该在可居住行星的大气层模型中考虑大气层厚度，顶侧温度和密度，大气压力的边界条件，以及粒子辐射和传输。
2014-05-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
The most common habitable planets - atmospheric characterization of the subgroup of fast rotators
目前对可居住行星的研究主要集中在质量、挥发性物质和轨道等类似地球的条件上。然而，岩石行星遵循偏心轨道，并且比地球干燥，可能是宇宙中更常见的现象。对于快速旋转子组，它建议，他们的大气热电容，其母星的辐射强迫，可能会提供研究人员在不久的将来与一个简单的方法来确定一个强大的大气厚度下限。这项技术，加上光谱分析的解决行星从他们的恒星，都允许计划的空间和地面天文台与热红外能力，将使我们能够更好地了解这类行星的可居住性。该技术在较小的轨道周期中效果更好，但由于M矮星的潮汐锁定半径包括它们的HZ，因此最佳目标是K矮星周围的行星。大气热容量还可以扩大较短轨道的可宜居带范围，特别是对于M矮星周围的行星，因为更高频率的周期性辐射强迫大大抑制了地面温度的变化。
2012-12-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Narrow loophole for H2-dominated atmospheres on habitable rocky planets around M dwarfs
本研究评估了M矮星周围岩石行星通过火山放气和蛇纹石化维持H2主导大气的可能性，发现供应率远低于逃逸率，得出中等规模H2大气难以存在的结论。
2023-04-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Colliding Winds in Low-Mass Binary Star Systems: wind interactions and implications for habitable planets
上下文在双星系统中，来自两个组成部分的风相互影响，导致强烈的冲击和密度和温度增加的区域。潜在的宜居环联星行星必须不断暴露在这些相互作用区域。目标。我们研究，第一次，风之间的相互作用，从低质量的恒星在一个二元系统，以显示风的条件下看到的潜在的可居住的环联行星。方法.我们使用先进的3D数值流体动力学代码Nuraldom模拟风的相互作用，两个相同的风从两个太阳质量的恒星与圆形轨道和0.5 AU的二进制分离。作为输入到这个模型中，我们使用一维流体动力学模拟的太阳风，运行使用通用平流代码。我们推导出这个系统中稳定和可居住轨道的位置，以探索潜在的可居住行星在其轨道上会暴露在什么样的风条件下。结果我们的风相互作用模拟结果形成两个强冲击波分离的区域的密度和温度提高。由于两颗恒星的轨道运动产生的科里奥利力，风-风相互作用区域呈螺旋形。在这个系统中的稳定和宜居带从大约1.4 AU延伸到2.4 AU。（截断）
2015-02-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photosynthesis on habitable planets around low-mass stars
我们发现，行星周围的M-矮星与$M_\star \lesssim 0.2 M_\odot$可能不会收到足够的光子在光合作用活跃的范围$400$ - $750$ nm维持类地生物圈。由于生物生产力较低，生物分子氧可能不会在绕低质量恒星运行的宜居行星的大气中积累到可检测的水平，这与Lehmer等人先前的工作一致。我们还估计了维持生物圈与地球一样的生产力，并允许建立大气中的氧气的最低燃烧率，并发现绝大多数的M-矮星不太可能超过这个阈值。
2019-03-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of M dwarf magnetic fields on potentially habitable planets
我们研究了M矮星的磁场对类地行星的影响。这些磁场可以减少行星磁层的大小，以至于行星大气的很大一部分可能会受到恒星风的侵蚀。我们使用了15颗活跃的dM恒星的样本，重建了这些恒星的表面磁场图，以确定行星轨道上的磁压，从而确定其磁层的最大尺寸，这只会通过考虑恒星风而减少。我们的方法提供了一种快速的手段来评估哪些行星最受恒星磁场的影响。我们发现，假设类地行星与类似的地球磁化（1G）轨道的内部（外部）边缘的宜居带的这些恒星将目前的磁层延伸到最多6（11.7）行星半径。为了维持地球大小的磁层，除了少数情况外，类地行星要么（1）需要在比宜居带的传统界限远得多的轨道上运行;要么（2）如果它在宜居带内运行，它至少需要一个磁场，从几个G到几千个G不等。通过假设更适合年轻地球（3.4光年前）的磁层尺寸，所需的行星磁场要弱一个数量级。然而，在这种情况下，行星的极冠面积是两倍大，这是不受行星间空间粒子运输的保护。当恒星变老，自转速率和磁场降低，行星际磁压降低，行星的磁层可能扩大。使用经验得出的旋转活动/磁性关系，.（续）
2013-06-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asynchronous rotation of Earth-mass planets in the habitable zone of lower-mass stars
位于低质量恒星宜居带的行星通常被认为处于潮汐同步自转的状态，这将大大影响它们的宜居性。虽然热潮汐导致金星逆行旋转，但简单的尺度论证倾向于将这种特殊性归因于巨大的金星大气层。使用全球气候模型，我们表明，即使是一个相对较薄的大气层可以驱动类地行星的旋转远离同步。我们推导出一个更现实的大气潮汐模型，预测四个异步平衡自旋状态，两个是稳定的，当热潮汐的幅度超过一个阈值，满足了可居住的类地行星与1巴的大气周围的恒星质量超过0.5-0.7Msun。因此，许多最近发现的类地行星可以表现出异步的自旋轨道旋转，即使有一个薄的大气层。
2015-02-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Exploring the Habitable Zone for Kepler planetary candidates
本文概述了一个简单的方法来评估类地行星的可居住性，通过假设不同类型的行星大气和使用相应的模型计算。我们的方法可以应用于开普勒任务和其他搜索提供的当前和未来的候选人。由此产生的不确定性和变化的行星候选人的数量在HZ的开普勒2011年2月的数据发布进行了讨论。一阶的HZ取决于有效恒星流量在波长和时间上的分布、行星自转和温室气体效应。我们提供了一组简单的参数，可用于评估当前和未来的行星候选人过境搜索。
2011-05-25 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
How to Characterize Habitable Worlds and Signs of Life
对围绕其他恒星运行的系外行星的探测彻底改变了我们对宇宙的看法。初步结果表明，它充满了迷人的岩石行星多样性，包括那些在宜居带。即使是离我们最近的恒星，比邻星，也在它的宜居带中拥有一颗小行星，比邻星b。有了下一代望远镜，我们将能够窥视岩石行星的大气层，并瞥见其他世界。使用我们自己的星球及其广泛的生物群作为罗塞塔石碑，我们探索如何在星际距离上探测系外行星的可居住性和生命迹象。目前的望远镜还没有强大到足以描述可居住的系外行星，但已经建造的下一代望远镜将有能力描述附近的可居住世界。关于是什么使行星成为栖息地以及如何探测生命迹象的讨论很活跃。这篇评论将展示最新的结果，如何识别和描述这些可居住世界的挑战，以及不久的将来望远镜将如何彻底改变该领域。在人类历史上，我们第一次开发出了探测潜在宜居世界的技术。发现数以千计的系外行星已经把比较行星学的领域带到了太阳系之外。
2019-11-11 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Around which stars can TESS detect Earth-like planets? The Revised TESS Habitable Zone Catalog
在宇宙中寻找生命的过程中，美国宇航局的凌日系外行星调查卫星（TESS）任务已经监测了大约74%的天空，寻找凌日系外行星，包括潜在的宜居世界。然而，TESS只观察了一小部分恒星，足以找到像地球这样的行星。我们使用主要任务数据-前两年的观测-并确定了TESS观测时间足够长的210 pc内的4，239颗恒星，可以看到一颗接受类似辐射的系外行星的3次凌日：其中738颗恒星位于30 pc内。我们从TESS输入目录中提供可靠的恒星参数，该目录包含Gaia DR 2，并计算了类似地球的行星的过境深度和径向速度半振幅。在修订的TESS HZ星表中的4，239颗恒星中，有9颗是已知的系外行星宿主：GJ 1061、GJ 1132、GJ 3512、GJ 685、开普勒-42、LHS 1815、L98-59、RR Cae、TOI 700。另有37颗恒星拥有尚未确认的TESS感兴趣天体：其中三颗位于宜居带- TOI 203，TOI 715和TOI 2298。对于4,239颗恒星中的614颗恒星，TESS已经观察了足够长的时间，能够在整个温带，宜居带中观察行星，相当于火星的轨道。因此，经修订的TESS宜居带目录为观测者提供了一个工具，可用于确定后续观测恒星的优先次序，以发现宇宙中的生命。这些恒星是使用TESS任务数据发现可居住行星的最佳途径。
2021-01-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Habitable Planets Around White Dwarfs: an Alternate Mission for the Kepler Spacecraft
很大一部分白矮星（WD）可能在它们的宜居带中拥有行星。由于地球大小的WD和它的地球大小的行星之间的对比度减小，这些行星可能为我们提供了在过境系外行星上检测生物标记的最佳机会。JWST能够获得这些行星的第一个光谱测量结果，但WDs周围没有已知的行星。在这里，我们建议利用开普勒航天器在2轮模式下的独特能力，进行凌日调查，能够确定WD的宜居带中的第一颗行星。我们建议在SDSS成像区域获得10，000 WD的开普勒时间序列测光，以搜索宜居带中的行星。由于开普勒的大视场，历史上第一次可以同时观测到大量的WD，这对于发现凌日至关重要。我们提出的调查需要总共200天的观测时间，并将在WD宜居带中发现多达100颗行星。这次调查将保持开普勒的精神，寻找可居住的地球，但附近的新主机。通过几天的观测和每个领域的分钟节奏，它还将开辟一个完全未知的发现空间。除了行星，这项调查是敏感的脉动WD，以及食短周期恒星和亚恒星的同伴。这些对于限制双WD合并率及其对Ia型超新星和引力波前景的贡献具有重要意义。由于我们的目标相对较低的数密度，这个计划可以与其他项目结合起来，这些项目将受益于开普勒的高节奏和多场观测，例如对附近M矮星的星等有限的完整样本进行凌日调查，或者对相同场中的变星（例如RR Lyrics）进行星震学研究。
2013-08-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Transit surveys for Earths in the habitable zones of white dwarfs
到目前为止，寻找可居住的类地行星主要集中在核燃烧恒星上。我建议，这项研究应该扩大到冷却已经消耗了核燃料的白矮星。我定义了白矮星的连续宜居带，并表明对于质量为0.4到0.9太阳质量、温度低于10，000 K、可居住时间至少为3 Gyr的白矮星，它的范围为~0.005到0.02 AU。由于它们的大小与地球相似，白矮星可能会被边缘运行的类地行星深深地遮住，这可以很容易地用地面望远镜探测到。如果行星可以向内迁移或改造附近的白矮星，我表明，全球机器人望远镜网络可以进行过境调查附近的白矮星放置有趣的限制存在的可居住的地球。如果行星被检测到，我表明，调查将有利于检测类似于地球的行星：类似的大小，温度，旋转周期，以及类似于太阳的主恒星温度。大型综合巡天望远镜可以对白矮星周围可居住地球的频率施加更严格的限制。对这些行星的确认和定性可以用大型地面和太空望远镜进行。
2011-03-29 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A Habitable-Zone Earth-Sized Planet Rescued from False Positive Status
我们报告在一颗名为开普勒-1649的低质量恒星的宜居带发现了一颗地球大小的行星。开普勒1649 c的大小是地球的1.06 $^{+0.15}_{-0.10}$倍，每19.5天经过0.1977 +/- 0.0051 Msun的中M矮星。它接收到地球74 +/-3%的入射通量，使它的平衡温度为234 +/-20 K，并将其牢牢地置于星周宜居带内。开普勒-1649还拥有一颗以前已知的内行星，每8.7天绕一圈，其大小和入射通量大致相当于金星。开普勒-1649 c最初被开普勒管道归类为假阳性，但作为对所有自动处置的开普勒假阳性的系统性目视检查的一部分而被拯救。这一发现突出了人类对行星候选者进行检查的价值，即使自动化技术得到了改进，并暗示围绕中晚期M矮星的类地行星可能比围绕更大质量恒星的行星更常见。
2020-04-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
