Abiotic oxygen-dominated atmospheres on terrestrial habitable zone planets
探测其他行星上的生命需要识别生物特征，即，可观测到的行星性质，有力地表明生物圈的存在。最广泛接受的类地行星的生物特征之一是氧气是主要成分的大气层。在这里，我们表明，任何恒星类型周围的无生命的宜居带类地行星都可能由于水的光解而形成以氧气为主的大气，因为当大气中的非冷凝气体（例如，N2、Ar）的含量较低。因此，O2和O3的光谱特征不能单独被视为地外生命的有力迹象。
2014-03-20 astro-ph.EP
The Stability and Prospects of the Detection of Terrestrial/Habitable Planets in Multiplanet and Multiple Star Systems
鉴于行星倾向于形成多个，以及观测证据支持在双星或星团中存在潜在的行星宿主恒星，预计太阳系外的地平面更有可能在多体系统中被发现。本文讨论了在多体系统中探测类地/适居行星的前景，介绍了这些物体在多个巨行星系统（特别是在偏心和/或平均运动共振轨道上的系统）、近距离类地行星系统和双星系统中的长期稳定性研究结果。模拟结果表明，虽然在与迁移巨行星的近平均运动共振中捕获的短周期陆地类天体可能通过凌日测光或测量由于其接近木星质量的行星同伴而引起的凌日时间变化来检测，在宜居带之外有多颗巨行星的系统中，用径向速度技术探测宜居行星的前景更大，双星系统与适度分离的恒星同伴。
2009-08-30 astro-ph.EP
Atmospheric constraints for the CO2 partial pressure on terrestrial planets near the outer edge of the habitable zone
近年来，已经发现了几颗可能适合居住的系外行星和系外行星候选者。大气中的二氧化碳含量对地表条件和可居住性至关重要。在缺乏关于该行星地球化学的详细资料的情况下，这一数量可被视为一个自由参数。到目前为止，类地行星的CO2分压已经得到了假设一个可用的挥发性水库和放气的情况。本研究的目的是计算允许的最大CO2压力在地球外行星的轨道附近的宜居带的外边界耦合的辐射效应的CO2和它的冷凝在表面。这些限制可能会限制大气中二氧化碳的允许量，而与行星储存库无关。采用一维无辐射对流云的大气模式。根据地面温度和蒸汽压曲线确定CO2分压。所考虑的设想方案涵盖范围广泛的参数。结果表明，行星的宜居带周围的K-，G-和F-型恒星的允许的CO2压力是有限的蒸汽压力曲线，而不是由行星水库。最大CO2压力低于临界点pcrit =73.8 bar时的CO2蒸汽压力。对于M-型恒星，二氧化碳压力超过pcrit是可能的，几乎所有的情况下考虑整个宜居带。这意味着仅使用地质模型来确定类地行星的二氧化碳分压可能过于简单，并且可能高估了朝向宜居带外缘的大气二氧化碳。（节略）
2012-11-19 astro-ph.EP
Kepler-62f: Kepler's First Small Planet in the Habitable Zone, but Is It Real?
开普勒-62 f是开普勒任务发现的第一颗足够小的系外行星，其轨道可能是在宜居带（HZ）内的岩石组成。这颗行星的大小是地球的1.4倍，轨道周期为267天。在它被发现的时候，它在多行星系统的宜居带中拥有最长的周期。由于它的周期很长，在开普勒的观测期间只观测到四次凌日。它最初被开普勒管道遗漏，但前三次凌日被埃里克·阿戈尔（Eric Agol）的独立搜索识别，并在随后的开普勒目录中被确定为行星候选者。然而，在最新的系外行星目录中（汤普森等人，2018年，它被标记为假阳性。最近的系外行星目录已从主观分类发展到通过算法（如“Robovetter”）对候选行星进行自动分类。虽然这些算法对于产生统一的目录非常有用，但有时会将行星候选者错误分类为误报，就像开普勒-62f的情况一样。在特别有价值的情况下，即，当发现一颗小行星在宜居带（HZ）轨道运行时，必须对数据和分类协议进行全面分析，以便对探测的真实状况作出最佳估计。在本文中，我们进行了这样的分析，并表明开普勒-62f是一颗真正的行星，而不是一个假阳性。恒星和行星属性表已根据GAIA结果更新。
2019-05-15 astro-ph.EP
The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK): III. The First Search for an Exomoon around a Habitable-Zone Planet
开普勒-22 b是第一颗在其主星的宜居带被发现的凌日行星。在2.4地球半径，开普勒-22 b太大，不能被认为是地球的类似物，但如果这颗行星拥有一个足够大的卫星来维持大气层，那么开普勒-22系统可能仍然拥有一个地球世界。除了在宜居带内，该目标是有吸引力的，因为以前测量的精确径向速度和低内在光度噪声的可用性，这也使星的星震学研究。由于这些原因，开普勒-22 b被“开普勒搜寻系外卫星”（HEK）项目选为目标。在这项工作中，我们利用凌日，径向速度和星震学以及HEK项目开发的几种新工具对开普勒-22 b周围的系外卫星进行光动力学搜索，以改善系外卫星搜索。我们没有发现行星周围存在系外卫星的证据，并排除了质量>0.5地球质量的卫星，置信度为95%。通过信号注入和盲检索，我们证明了即使考虑到数据集的时间相关噪声，也可以很容易地检测到这颗行星的类地卫星。我们提供了行星Kepler-22 b的更新参数，包括通过利用单体天体密度剖面（SAP）将<53地球质量的质量修订为95%置信度和0.13（-0.13）（+0.36）的偏心率。最后，我们表明开普勒-22 b有一个>95%的概率是在经验的宜居带，但在保守的宜居带的概率<5%。
2013-09-09 astro-ph.EP
Giant planets: good neighbors for habitable worlds?
巨行星的存在以多种方式影响着潜在的宜居世界。巨大的天体邻居可以促进行星核心的形成，并改变小行星和彗星向地球类似物的涌入。此外，巨行星可以通过引力改变轨道间接改变地球世界的气候。通过对迄今已知的147个拥有一颗主序星和一颗巨行星的系外行星系统的研究，我们发现，即使两颗行星都有稳定的轨道，“巨邻居”的存在也会减少类地行星保持宜居的机会。然而，在一小部分系统中，巨行星稍微增加了宜居带的范围，前提是地球具有很高的气候惯性。在提供限制的地方，巨行星停止影响宜居带的大小在一个有害的方式，我们确定在寻找宜居世界的主要目标。
2018-04-06 astro-ph.EP
Earth-size planet formation in the habitable zone of circumbinary stars
在这项工作中，研究了近距离双星系统在其宜居带内存在地球大小行星的可能性。首先，我们选择了所有已知的近双星系统与确认的行星（共22个系统），以计算其各自的宜居带（HZ）的边界。然而，只有8个系统拥有计算HZ所需的所有数据。然后，我们用测试粒子数值研究了八个系统中每一个在宜居带内的稳定性。从结果中，我们选择了五个在宜居带（HZ）内具有稳定区域的系统，即开普勒-34，35，38，413和453。对于这五种情况下的系统中的HZ稳定区域，我们进行了一系列的数值模拟考虑磁盘组成的行星胚胎和微行星的行星形成，有两个不同的密度分布，除了每个系统的恒星和主行星。我们发现，在开普勒-34和453系统的情况下，在宜居带内没有形成地球大小的行星。虽然开普勒-453中形成了类似地球质量的行星，但它们位于HZ之外。相比之下，对于开普勒-35和38系统，结果表明在所有模拟中都形成了潜在的宜居行星。在开普勒-413系统的例子中，仅仅在一次模拟中，一颗类地行星就在宜居带内形成。
2020-03-26 astro-ph.EP
Assessing Circumbinary Habitable Zones using Latitudinal Energy Balance Modelling
以前描述环双星宜居带的尝试都是根据两颗恒星的组合辐射场来解析计算的。通过对比这些“空间HZ”，我们提出了一个数值分析的“轨道HZ”，一个宜居带定义为行星轨道要素的函数。这个轨道HZ更适合处理（例如）偏心行星轨道，并且与系外行星观测返回的数据更直接相关。产生一个轨道HZ需要运行大量的气候模拟来研究参数空间-我们使用横向能量平衡模型（LEBM）来实现这一点，该模型处理两颗恒星对行星的日射（包括相互食），以及行星大气层吸收，传递和损失热量的能力。本文给出了几个已知的环双星行星系：Kepler-16，Kepler-34，Kepler-35，Kepler-47和PH-1的轨道HZ。一般来说，在零偏心率的轨道HZ与其他作者推导的空间HZ是一致的，虽然我们检测到一些签名的变化，符合共振之间的二进制和行星轨道周期。我们证实，开普勒-47周围的类地行星开普勒-47 c的轨道参数可能拥有液态水，尽管目前的不确定性，其偏心率。开普勒-16 b被发现在宜居带之外，其他被调查的环双星行星也是如此。
2013-10-14 astro-ph.EP
Terrestrial Planets Formation around Circumbinary Habitable Zone: Inward Migration in the Planetesimal Swarm
根据核心吸积理论，环双星胚只能在临界半长轴（CSMA）之外形成。然而，由于相对较高的密度的固体物质在内部磁盘，显着数量的小星子必须存在于内部区域时，胚胎形成的外部这个CSMA。因此，在气盘耗尽后，由星子群诱导的胚胎迁移是可能的。通过数值模拟，我们发现：（1）散射驱动的胚胎向内迁移是稳健的，如果采用类MMSN盘的质量分布，行星可以在宜居带形成;（2）内部区域的星子总质量和胚胎-胚胎连续散射是导致胚胎显著迁移的两个关键因素;（iii）分散驱动的胚胎迁移是一种自然的水分输送机制。我们建议，行星探测应集中在其宜居带靠近CSMA的密近双星。
2012-11-29 astro-ph.EP
Fitting Formulae and Constraints for the Existence of S-type and P-type Habitable Zones
本文导出了快速判定双星系统中S型和P型宜居带存在性的拟合公式。在前人工作的基础上，我们考虑了气候宜居带的限制，在双星系统（敏感地依赖于系统参数）的基础上，一个联合约束，包括行星轨道稳定性和一个可能的系统行星的适居区。此外，我们采用了Kopparapu及其合作者获得的行星气候模型的最新结果。我们的结果被应用到四个P-型系统（Kepler-34，Kepler-35，Kepler-413和Kepler-1647）和两个S-型系统（TrES-2和KOI-1257）。我们的方法可以衡量这些系统的气候宜居带的存在，在一个简单的方式与观测的不确定性的详细考虑。进一步的应用可能包括对其他现有系统以及将通过今后的观测活动查明的系统的研究。
2017-10-09 astro-ph.EP
The detectability of habitable exomoons with Kepler
本文利用凌日时变（TTV）和凌日时持续时间（TDV）结合开普勒测光研究了M矮星系中围绕巨行星运行的可居住系外卫星的可探测性。模拟了质量为0.5 Msun、半径为0.55 Rsun的M矮星周围各种构型系统的光变曲线。类地行星巨行星最有可能拥有可居住的系外卫星，它们被认为具有岩石超级地球质量的卫星。利用TTV和TDV信号之间的相位相关性来测量探测能力。由于TDV信号通常比TTV信号弱，因此外来子检测的确认将取决于能够检测TDV信号。我们发现，外卫星围绕行星轨道内的M-矮星的主恒星的宜居带可以产生可检测的TTV和TDV签名与开普勒级测光。虽然行星周期和月球周期之间的混叠可能会阻碍外行星的检测，但我们在模拟中也发现了一些强相关性的特征（例如，相关性：>0.7），这将提供令人信服的exomoon签名。随着红噪声恒星变率的增加，相关性通常会减弱。然而，行星质量小于25 Mearth，卫星质量为8-10 MeEarth，行星和月亮周期的特定值的模拟例子仍然在25-50%的情况下产生可检测的相关性。我们的模拟表明，开普勒提供了一个最好的exomoon检测的机会。
2013-04-10 astro-ph.EP
Using Kepler Candidates to Examine the Properties of Habitable Zone Exoplanets
对目前已知的位于其主星宜居带内的系外行星进行分析，既有利于美国航天局开普勒飞行任务的开展，也有利于通过今后的地面和空间项目扩大已知行星数量的前景。在本文中，我们比较的经验分布的恒星系统的性质与过境的HZ行星。这种比较包括两个类别：确认/验证的过境行星系统，开普勒行星和候选行星系统。这两个类别使我们能够对已知行星的保守数据集和更乐观和众多的开普勒候选者样本进行定量分析。两者都受到类似的仪器和检测偏差的影响，并对假阳性检测进行审查。我们检查是否从开普勒样本中的行星半径以及恒星质量，有效温度和金属丰度的整体分布的HZ分布不同。我们发现，虽然证据是最强的，表明行星的大小分布之间的差异在HZ和整体的大小分布，没有统计结果提供强有力的经验证据HZ行星或HZ行星托管恒星显着不同于完整的开普勒样本相对于这些属性。
2016-06-03 astro-ph.EP
The Host Stars of Keplers Habitable Exoplanets: Superflares, Rotation and Activity
我们着手详细研究开普勒最像地球的系外行星的宿主恒星的光变曲线使用开普勒数据的完整长度。我们得到的旋转周期，光度活动指数，耀斑能量，质量损失率，gyrochronous年龄，X射线光度和考虑行星磁层和可居住性的影响。此外，我们提出了探测超耀斑的光变曲线的开普勒-438，迄今为止地球相似性指数最高的系外行星。开普勒-438b的轨道距离其主星0.166天文单位，因此可能容易受到大气层剥离的影响。我们的样本取自可居住系外行星目录，由开普勒-22，开普勒-61，开普勒-62，开普勒-174，开普勒-186，开普勒-283，开普勒-296，开普勒-298，开普勒-438，开普勒-440，开普勒-442，开普勒-443和KOI-4427组成，其中有15颗是开普勒迄今为止已知的最适合居住的过境行星。
2015-11-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Obliquity Variations of Habitable Zone Planets Kepler-62f and Kepler-186f
倾角变化在行星的气候和可居住性方面可以发挥重要作用。由行星伴星引起的轨道调制和行星的自转轴进动（由于来自主星的扭矩）可能导致共振相互作用，并导致大幅度的行星度变化。在这里，我们考虑开普勒-62 f和开普勒-186 f的自旋轴动力学，这两个都居住在其宿主恒星周围的宜居带。利用{\emph{N}}-体模拟和长期数值积分，我们描述了它们在特定实现的行星系的质量演化。然后，我们使用一个广义的分析框架来表征参数空间中的区域，其中的结晶度是可变的大幅度。我们发现，在低倾角区域（$\lesssim 40^\circ$）中，变化的位置会根据行星属性和系统架构进行微调。例如，假设自转周期为24小时，开普勒-62 f和开普勒-186 f的结晶度在$\sim 40^\circ$以下是稳定的，而高结晶度区域（$60^\circ - 90^\circ$）允许适度的变化。然而，对于Kepler-62f或Kepler-186f的一些其他旋转周期，由于共振相互作用，低折射率区域可能变得更加可变。即使是与共面性的微小偏差（例如，相互倾斜$\sim 3^\circ$）也会引起峰间结晶度变化，最高可达$\sim 20^\circ$。未被发现的行星伴星和/或卫星的存在也可能破坏低轨道区域的稳定。在所有情况下，高重复性区域允许适度变化，并且对应于逆行运动的所有重复性（即$> 90^\circ$）都是稳定的。
2018-05-04 astro-ph.EP
A super-Earth-sized planet orbiting in or near the habitable zone around Sun-like star
我们在一颗类太阳恒星的宜居带内或附近发现了一颗超级地球大小的行星。它的宿主是开普勒69，一颗13.7等的G4 V型恒星。我们检测到两组周期性的过境信号在三年的流量时间序列的开普勒-69，获得与开普勒航天器。使用非常高精度的开普勒测光和后续观测，我们认为这些信号代表行星凌日的置信度> 99.1%。内行星开普勒-69b的半径为2.24+/-0.4地球，每13.7天绕主星一周。外行星开普勒-69c是一颗超级地球大小的天体，半径为1.7+/-0.3地球，轨道周期为242.5天。假设开普勒69 c的平衡温度为299 +/- 19 K，这使得这颗行星接近主星周围的宜居带。这是开普勒发现的在类太阳恒星的宜居带内或附近运行的最小行星，代表着在寻找第一个真正的地球类似物的道路上迈出的重要一步。
2013-04-17 astro-ph.EP
Searching the Entirety of Kepler Data. I. 17 New Planet Candidates Including 1 Habitable Zone World
我们提出了一个独立的搜索的所有~ 200，000颗恒星观测到的四年开普勒任务（Q1-Q17）的多行星系统，使用三个过境最低检测标准搜索轨道周期长达数百天的结果。我们结合了自动和手动分诊，并提供我们的审查管道的完整性和可靠性的估计。我们的搜索返回了17颗行星候选者（PC），以及数千个已知的开普勒感兴趣天体（KOI），其中98.8%的已确认行星的回收率。我们强调发现一个候选者，KIC-7340288 b，这是岩石（半径< 1.6 $R_{\bigoplus}$）和宜居带（日照0.25和2.2倍之间的地球的日照）。另一个候选者是对已知的KOI-4509系统的补充。我们还提出了自适应光学成像后续的六个我们的新的个人电脑，其中两个揭示了一个视线恒星伴侣在4“。
2020-03-09 astro-ph.EP
Habitable Zones in Binary Star Systems: A Zoology
已经提出了几个概念，以确定在多恒星环境中哪些地方类地行星可能仍然适合居住。例如，基于等射线的宜居带依赖于日射几何来预测宜居性，而辐射宜居带则考虑了潜在宜居行星的轨道运动。动态信息宜居带包括行星轨道上的引力扰动，以及全尺寸的自洽模拟，这些模拟有望详细了解选定的陆地世界的演变。所有上述方法都同意恒星的多重性并不排除可居住性。在这样的环境中，对何处寻找可居住世界的预测可能因概念而异。本文的目的是提供一个概述目前的方法，并提出简单的分析估计的各种类型的宜居带的双星系统。
2020-09-04 astro-ph.EP
The Evolution of Stellar Rotation and the hydrogen atmospheres of habitable-zone Terrestrial Planets
在气态原行星盘内形成的类地行星可以积累大量的氢包层。由于XUV驱动的蒸发，这种大气的演变取决于宿主恒星的活动演变，而宿主恒星本身又敏感地取决于其旋转演变，因此也取决于其初始旋转速率。在这封信中，我们推导出一个简单适用的计算行星大气蒸发的方法，它结合了流体静力学低层大气和流体动力学高层大气的模型。我们发现，中心恒星的初始旋转速率是至关重要的行星大气的演变，可以确定如果一个行星保持或失去其原始的氢信封。我们的研究结果强调，需要一个详细的治疗恒星活动的演变时，研究行星大气的演变。
2015-11-11 astro-ph.EP
Obliquity Evolution of the Potentially Habitable Exoplanet Kepler-62f
类地行星的轴向倾斜或倾斜度的变化会影响它们的气候，从而影响它们的可居住性。开普勒62 f是一颗1.4 R的$_\oplus$行星，在其K2矮星的宜居带内运行（Borucki et al. 2013）。我们进行了N体模拟，监测开普勒-62 f在1000万年时间尺度内的演化，以探索对模型假设的影响，例如开普勒-62行星的质量和外部天体的可能性。当旋转进动频率与一个或多个长期轨道频率重叠时，会发生显著的周期性变化，但大多数变化限于$\lesssim$ 10 $^\circ$。当相对波节经度（$ΔΩ$）与给定的长期波型的频率和相位重叠时，在较宽的初始波型范围内会出现中等变化（$\sim$ 10 $^\circ - 20^\circ$）。然而，我们发现，如果开普勒-62 f有一个非常快的（4小时）旋转周期，在长周期轨道（$\gtrsim$ 1000天）上添加外部气体巨星可以产生大的（$\sim$ 60 $^\circ$）的结晶度变化。在长周期轨道上存在巨行星的可能性会通过纬向表面通量的变化影响开普勒-62f的气候和可居住性，其中大变化的时间尺度可能发生在百万年的时间尺度上。
2019-07-23 astro-ph.EP
Ocean Dynamics and the Inner Edge of the Habitable Zone for Tidally Locked Terrestrial Planets
最近的研究表明，海洋动力学可以对永久性的夜晚产生显著的变暖效应，这些夜晚是1比1潮汐锁定的类地系外行星，在宜居带中间有类似地球的大气和海洋。然而，海洋动力学对宜居带边界（内缘和外缘）的影响仍然是未知的，这是我们对这类行星理解的一个主要空白。在这里，我们使用一个耦合的大气-海洋全球气候模式，以显示行星的热量传输从白天到黑夜的一面是由海洋在较低的恒星通量和大气附近的宜居带的内边缘。在高恒星通量下，海洋热传输（OHT）的减少主要是由于表面风应力的减弱和表面短波能量沉积的减少。我们进一步表明，海洋动力学几乎没有影响的观测热相位曲线的行星附近的内边缘的宜居带。对于行星在宜居带的中间范围，海洋动力学移动最热点的表面从亚恒星点向东。这些结果表明，未来对内缘的研究可能会将计算资源投入到仅限于大气的过程中，如云和辐射。然而，对于宜居带的中间范围和外缘的研究，将需要完全耦合的海洋-大气模拟。请注意，由于计算资源的限制，只有一个旋转周期（60个地球日）已在本研究中系统地检查;未来的工作，不同的旋转周期以及其他参数，如大气质量和成分是必要的。
2019-02-06 astro-ph.EP
Planetary Dynamics and Habitable Planet Formation In Binary Star Systems
双星系统是否可能拥有潜在的宜居行星取决于几个因素，包括双星系统的物理性质和轨道特征。前者决定了宜居带（HZ）的位置，后者影响了形成类地行星的物质的动力学（即，微行星和行星胚胎），并驱动行星组装的最终架构。为了在双星系统中形成一颗可居住的行星，这两个因素必须协调一致。也就是说，这两颗恒星的轨道动力学以及它们与行星形成物质的相互作用必须允许在宜居带内形成类地行星形成，并确保潜在宜居行星的轨道将长期稳定。我们按照同样的顺序组织了这一章。首先，我们对双星中行星的运动及其稳定性进行了一般性的讨论。然后，我们讨论了类地行星的稳定性，并形成潜在的宜居行星在一个双行星系。
2009-11-04 astro-ph.EP
A Catalog of Kepler Habitable Zone Exoplanet Candidates
美国宇航局开普勒任务已经发现了数千个新的行星候选者，其中许多已经通过后续观测得到证实。该任务的主要目标是确定在其宿主恒星的宜居带（HZ）内的地球大小的行星的出现率。在这里，我们提供了一个来自开普勒数据发布24 Q1-Q17数据审查过程的HZ系外行星候选者列表。这项工作是开普勒宜居带工作组的一部分。我们使用各种标准的HZ边界和行星的大小，以产生HZ候选人的完整列表，包括一个目录的104个候选人在乐观的HZ和20个候选人的半径小于两个地球半径内的保守HZ。我们交叉匹配我们的HZ候选人与数据发布25恒星属性和确认的行星属性，以提供强大的恒星参数和候选人的处置。我们还包括Morton等人最近计算的假阳性概率。（2016）在我们的目录中的每个候选人，以帮助他们的验证。最后，我们对包含半径小于两个地球半径的候选行星的多行星系统进行了动力学分析模拟，作为验证这些系统的一步。
2016-09-02 astro-ph.EP
Role of gaseous giants in the dynamical evolution of terrestrial planets and water delivery in the habitable zone
在目前的研究中，我们研究了一个巨大的行星在富水胚胎和星子的动力学演化的影响，位于雪线以外的系统围绕太阳的恒星，以确定什么样的类地行星可以形成在这些系统的宜居带（以下简称HZ）。为此，我们进行了行星吸积的N体模拟，考虑到气体已经从盘中消散，并且在系统的雪线之外形成了一颗巨大的行星，在3 au处。我们发现，一个质量值介于土星质量和木星质量之间的巨大行星，代表了一个极限，从雪线之外向内移动的富含水的胚胎的数量开始减少。从这一点来看，我们的研究表明，质量超过一个木星质量的巨行星成为向内迁移的富含水的胚胎的有效动力学障碍。此外，我们推断，在HZ中存活的这些胚胎的数量显着减少的系统，主机一个巨大的行星比一个更大的质量。这一结果具有重要的影响，关于形成的类地行星在HZ具有非常高的水含量，并可能提供一个选择标准，在寻找潜在的宜居系外行星的系统，主机周围的气态巨星太阳型恒星。
2018-08-27 astro-ph.EP
Swansong Biospheres II: The final signs of life on terrestrial planets near the end of their habitable lifetimes
地球上生命的生物特征并不是一成不变的，而是在地球的可居住寿命中发生了相当大的变化。地球未来的生物圈，很像早期的地球，将主要由单细胞微生物组成，这是由于太阳进入其主序演化的后期阶段时，造成的环境条件的敌意增加。在以往工作的基础上，对生物圈从现在起1 Gyr至2.8 Gyr的不同下降阶段的生物圈生产力进行了评估。一个简单的大气-生物圈相互作用模型被用来估计每个阶段的大气生物标志物气体丰度，并评估在低生产力的微生物生物圈中远程探测生命存在的可能性，为地球上可远程探测的生物特征的寿命设定上限。其他潜在的生物特征，如叶片反射率和云量进行了讨论。
2013-10-17 astro-ph.EP
Evolution of magnetic protection in potentially habitable terrestrial planets
我们提出了一个适合居住的类地行星的磁性演化模型，以及它们对保护行星大气免受恒星风侵蚀的影响。使用最新的热演化模型和发电机标度律，我们预测的行星偶极矩的演化作为行星质量和旋转速率的函数。结合这些结果与模型的演变的恒星风，恒星XUV通量和行星外逸层特性，我们确定的磁层和外底半径的属性，以估计大气质量损失的水平。我们使用这个模型来评估潜在的可居住的超级地球GJ 667 Cc，GI 581 d和HD 85512 b的磁保护。我们确认，类地行星，即使在最高可达到的磁场强度，将失去显着的一部分，他们的大气挥发物，如果他们是潮汐锁定在宜居带的dM恒星，或者即使有N/O丰富的大气，他们在宜居带接近$\sim$ 0.8 AU。在超级地球$M_p\gtrsim 3 M_\oplus$中也发现了类似的质量依赖的内部极限，在任何情况下，即使它们被潮汐锁定，似乎也有更好的机会保存它们的大气层。我们预测，GJ 667 Cc的大气层可能已经消失，目前不适合居住。另一方面，我们的模型预测，即使在恒星侵略的最坏预期条件下，GI 581 d和HD 85512 b的大气层也会受到内在磁场的良好保护。（Abstract）。
2012-04-01 astro-ph.EP
A revised estimate of the occurrence rate of terrestrial planets in the habitable zones around kepler m-dwarfs
Because of their large numbers, low mass stars may be the most abundant planet hosts in our Galaxy. Furthermore, terrestrial planets in the habitable zones (HZs) around M-dwarfs can potentially be characterized in the near future and hence may be the first such planets to be studied. Recently Dressing & Charbonneau(2013) used Kepler data and calculated the frequency of terrestrial planets in the HZ of cool stars to be 0.15^{+0.13}_{-0.06} per star for Earth-size planets (0.5-1.4 R_{Earth} ). However, this estimate was derived using the Kasting et al.(1993) HZ limits, which were not valid for s…
2013-03-11 astro-ph.EP
Habitable Moist Atmospheres On Terrestrial Planets Near the Inner Edge Of the Habitable Zone Around M-dwarfs
位于低质量恒星和冷矮星的宜居带（HZ）中的类地行星最近受到了广泛关注，因为与G矮星周围的行星相比，它们较短的轨道周期增加了它们被发现和定性的机会。由于这些行星可能是潮汐锁定的，因此需要改进这种行星大气的3D数值模拟来指导目标选择。在这里，我们使用一个3-D气候系统模型，更新与新的水蒸气吸收系数来自HITRAN 2012数据库，研究海洋覆盖的行星在HZ的内边缘周围晚M到中K恒星（$2600$ K <= Teff <= 4500 K）。我们的研究结果表明，这些更新的水蒸气系数导致显着变暖相比，以前的研究，所以M-矮星周围的内部HZ是不接近早期的工作建议。假设背景为1 bar N2大气的行星同步旋转，我们发现Teff> 3000 K的恒星内部HZ的行星在我们的3-D气候模型中经历了经典的"温室效应"（平流层中H2O混合比> 10 - 3），其地面温度（~280 K）明显低于1-D气候模型（~340 K）。这意味着低质量恒星周围的一些行星可以同时经历水分流失并保持可居住性。然而，对于Teff <= 3000K的恒星，在内部HZ的行星可能直接过渡到失控状态，而完全绕过潮湿的温室失水。我们分析了行星的透射光谱在一个潮湿的温室制度，并发现有几个突出的H2O功能在JWST仪器范围内。因此，只依赖于标准的地球模拟光谱与24小时旋转周期周围的M-矮星的可居住性研究将错过强H2O功能，人们会期望看到同步…
2017-07-04 astro-ph.EP
Water Planets in the Habitable Zone: Atmospheric Chemistry, Observable Features, and the case of Kepler-62e and -62f
由大量水组成的行星居住在宜居带，预计其表面和大气层具有独特的地球物理学和地球化学。我们探索这些属性的动机是两个关键问题：这些行星是否可以提供宜居条件，以及它们是否表现出可辨别的光谱特征，将水行星与岩石类地行星区分开来。我们表明，最近发现的行星开普勒-62 e和-62 f是第一个可行的候选人的宜居带水行星。我们使用这些行星作为测试案例来详细讨论这些差异。我们生成大气光谱模型，发现潜在的宜居水行星在运输过程中显示出独特的光谱指纹，这取决于它们在宜居带中的位置。
2013-09-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Discovery and Validation of Kepler-452b: A 1.6-Re Super Earth Exoplanet in the Habitable Zone of a G2 Star
我们报告开普勒-452b的发现和验证，这是一颗凌日行星，通过对NASA开普勒任务收集的4年数据进行搜索而确定。这颗可能由岩石组成的1.63 $^{+0.23}_{-0.20}$ R $_\oplus$行星每384.843 $^{+0.007}_{0.012}$天绕其G2宿主恒星一周，是迄今为止小行星（R $_p$ < 2 R $_\oplus$）过境的最长轨道周期。这颗行星由岩石组成的可能性在49%到62%之间。该恒星的有效温度为5757 $\pm$ 85 K，log g为4.32 $\pm$ 0.09。这颗小行星的平均轨道距离为1.046 $^{+0.019}_{-0.015}$ AU，处于其恒星（最近的金星/早期的火星）的乐观宜居带内，仅比地球今天从太阳接收的通量多10%，略超出保守的宜居带（失控温室/最大温室）。这颗恒星比太阳稍大，年龄稍老，目前半径为1.11 $^{+0.15}_{-0.09}$ R $_\odot$，估计年龄为6 Gyr。因此，开普勒-452 b可能一直处于宜居带，并将在那里再停留3 Gyr。
2015-07-24 astro-ph.EP
Gliese 581d is the first discovered terrestrial-mass exoplanet in the habitable zone
最近发现的系外行星GJ 581 d可能能够支持液态水，因为它的质量和轨道距离相对较低。然而，GJ 581 d接收到的恒星能量比火星少35%，可能被锁定在潮汐共振中，两极的日照极低，可能是永久的黑夜。在这种情况下，我们不知道地球上是否有任何适宜居住的气候能够承受全球冰川和/或大气层崩溃。在这里，我们提出了三维气候模拟，证明GJ 581 d将有一个稳定的大气和表面液态水的广泛的合理的情况下，使其成为第一个确认的超级地球（2-10地球质量的系外行星）在宜居带。我们发现，超过10巴的二氧化碳和不同量的背景气体（例如，N2）产生的全球平均温度高于0摄氏度的陆地和海洋覆盖的表面。基于该模型计算的红外辐射，我们提出了观测测试，将允许这些情况下，从其他可能的情况下，在未来区分。
2011-05-05 astro-ph.EP
Habitability of Earth-type Planets and Moons in the Kepler-16 System
我们证明，可居住的地球质量的行星和卫星可以存在于开普勒-16系统，已知主机周围的恒星双星土星质量的行星，通过调查他们的轨道稳定性在标准和扩展的宜居带（HZ）。我们发现，类卫星（S型）轨道的地球质量的行星是可能的标准HZ直接附近的开普勒-16 b，从而构成可居住的系外卫星。然而，地球质量的行星不可能存在于标准HZ内围绕两个恒星组成部分的行星状（P型）轨道中。然而，P型地球质量的行星可以存在优于土星行星在扩展HZ有关相当增强回暖的行星大气，如果促进。我们简要地讨论了潜在的可探测性，这种可居住的地球质量的卫星和行星定位在卫星和行星轨道，分别。下P型轨道和上P型轨道的范围分别在0.657 ~ 0.71 AU和0.95 ~ 1.02 AU之间。
2012-02-22 astro-ph.EP
Search for a habitable terrestrial planet transiting the nearby red dwarf GJ 1214
高精度的食分光光度法过境类地系外行星代表了一个有前途的途径，为第一个大气特征的可居住的世界和寻找生命以外的我们的太阳系。探测到类地行星经过附近的晚型M矮星，可以使这种方法在未来十年内得到应用，很快就会有通用的设施。在这种情况下，我们之前将GJ 1214确定为过境搜索的高优先级目标，因为围绕这颗附近的M4.5矮星运行的可居住行星的过境概率将大大提高GJ 1214 b的过境性质，这颗超级地球已经知道围绕恒星运行。基于这一观测，我们用斯皮策太空望远镜对GJ 1214进行了雄心勃勃的高精度光度监测，以探测其宜居带的内部，寻找像火星一样小的凌日行星。我们在这里介绍这次过境搜索的结果。不幸的是，我们没有发现任何其他过境行星。假设GJ 1214拥有一颗比火星更大的可居住行星，其轨道周期小于20.9天，我们对整个斯皮策数据集的全球分析导致后验不过境概率约为98%。我们的分析使我们能够显着改善GJ 1214 b的特性，测量其掩星深度为70+-35 ppm（4.5微米），并限制其小于205 ppm（3-sigma上限）在3.6微米。与迄今为止发表的GJ 1214 b的许多透射测量结果一致，这些发射测量结果与富金属和多云富氢大气一致。
2014-01-13 astro-ph.EP
Exoplanet Characterization by Proxy: a Transiting 2.15 R_Earth Planet Near the Habitable Zone of the Late K dwarf Kepler-61
我们提出了开普勒-61 b的验证和表征：一个2.15 R_地球行星轨道附近的内边缘的宜居带的低质量恒星。我们对主恒星开普勒-61的描述是基于与一组光谱相似的恒星进行比较，这些恒星具有直接测量的半径和温度。我们应用从这些性质的加权平均值中得出的恒星先验，与开普勒测光相结合，推断开普勒-61b的行星半径为2.15+/-0.13 R_Earth，平衡温度为273+/-13 K（考虑到其周期为59.87756+/-0.00020天，假设行星的周期为0.3）。利用附近“代理”恒星的物理特性的技术允许通过传统的恒星光谱测量和演化模型对恒星特征进行独立检查。在这种情况下，这样的检查对开普勒-61b的可居住性有影响：这颗行星比从K波段光谱特征推断的要温暖10%。根据开普勒测光，我们估计恒星的自转周期为36天，这意味着恒星的年龄大于1 Gyr。我们总结了开普勒-61过境信号的行星性质的证据，我们得出结论，这是由于行星比混合场景的可能性高30，000倍。最后，我们讨论了开普勒-61b可能的成分与理论模型以及已知的系外行星具有相似的半径和动态测量的质量进行比较。
2013-04-24 astro-ph.EP
Repercussions of thermal atmospheric tides on the rotation of terrestrial planets in the habitable zone
半日大气热潮汐对于位于主星宜居带的类地系外行星是非常重要的。在固体潮汐的作用下，它们扭转这些行星，从而有助于确定它们的旋转状态和气候。鉴于热潮汐的复杂动力学，分析模型对于理解其对行星大气的结构和旋转以及潮汐频率的依赖性至关重要。在这种情况下，由Lindzen和Chapman在60年代提出的最新模型很好地解释了类地快速旋转体渐近状态下热潮汐的性质，但预测了自旋轨道同步附近的非物理发散潮汐扭矩。在这项工作中，我们提出了一个新的模型，通过考虑耗散过程，通过牛顿冷却来解决这个问题。首先，我们恢复潮汐扭矩最近获得的数值模拟使用大气环流模式（GCM）。其次，我们表明，潮汐响应是非常敏感的大气结构，特别是对流的稳定性。强稳定层结能够消除大气潮汐扭矩，导致同步，而对流大气将受到强扭矩，导致非同步旋转状态。
2017-10-19 astro-ph.EP
A New Definition of Exoplanet Habitability: Introducing the Photosynthetic Habitable Zone
本文提出“光合宜居带”概念，即恒星周围允许液态水和产氧光合作用同时发生的区域，发现其范围通常窄于标准宜居带，并筛选出5颗位于该区域的系外行星。
2023-04-12 astro-ph.EP
Impact of Gas Giant Instabilities on Habitable Planets
许多太阳系外高偏心率气体巨星的探测表明，在行星系中，动力学不稳定性是常见的。这些不稳定性可以改变气体巨星的轨道以及类地行星的轨道，从而将可居住行星抛出或移出宜居带。在这项工作中，423个模拟与153个不同的假设行星系的气体巨星和类地行星已模拟探索轨道稳定的可居住行星。初始参数变化包括巨行星的数量、距离和质量以及恒星类型。发现气体巨星的初始数量和初始距离与可居住行星的存活率之间存在线性关系，由两颗巨行星组成的行星系对类地行星相当有利，而六颗巨行星则往往导致宜居带完全消失。巨行星之间的初始距离为5希尔半径的系统有很高的机会拥有一颗可居住的行星，尽管更紧凑的系统具有很大的破坏性。巨大的行星质量对可居住世界的稳定性影响较小。此外，还确定了一颗被观测到的巨大系外行星的现今轨道与可居住行星的存活率之间的联系。根据经验，观测到的气体巨星的偏心率高于0.4，倾角高于20度，经历了强烈的行星-行星散射，并且在其系统中不太可能有可居住的行星。此外，研究人员发现，K或M星周围的可居住行星比G星周围的行星存活率更高。
2018-02-15 astro-ph.EP
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
Post-Capture Evolution of Potentially Habitable Exomoons
太阳系外行星的卫星（系外卫星）最近被提议作为天体生物学目标。由于宜居带中的巨行星被认为已经迁移到那里，它们可能已经捕获了一颗前类地行星或微行星。因此，我们试图模拟一颗类地行星被捕获到恒星宜居带中的巨行星周围的轨道上的动力学演化。我们发现，大约有一半的松散的椭圆轨道的结果在稳定的圆形轨道的时间尺度小于几百万年。我们还发现，这些轨道大多是低倾角，但没有顺/逆偏好。此外，我们计算的过境时间和持续时间的变化所产生的系统，并发现，潜在的可居住的地球质量的系外卫星应该是可检测的。
2011-06-14 astro-ph.EP
The Demographics of Kepler's Earths and super-Earths into the Habitable Zone
了解类太阳恒星的宜居带中是否存在地球大小的行星，对于寻找类似地球的行星至关重要。然而，由于缺乏可靠的开普勒探测到这类行星，许多估计都是从近距离（$2<P_{\mathrm{orb}}<100$天）的人口中得出的，其半径可能在大气质量损失机制的影响下有不同的演变。在这项工作中，我们计算了FGK星（$0.56-1.63\,M_\odot$）的近距离超级地球（$\sim1-2\,R_\oplus$）和次海王星（$\sim2-3.5\,R_\oplus$）的内在发生率作为轨道周期的函数，并找到两个制度的证据：超级地球在短轨道周期更丰富，次海王星在较长的轨道周期更丰富。我们拟合了一个参数模型，在五个人口相等的恒星质量箱，并发现这两个制度之间的过渡轨道周期与恒星质量的规模，如$P_\mathrm{trans} \propto M_*^{1.7\pm0.2}$。这些结果表明，前亚海王星的人口污染了Gyr-old接近超级地球的人口，这表明人口是由大气损失形成的。使用我们的模型来约束长期人口的本质岩石行星，我们估计的发生率$Γ_\oplus = 15^{+6}_{-4}\%$地球大小的宜居带行星，并预测，亚海王星可能是$\sim$的两倍常见的超级地球在宜居带（当归一化的自然对数轨道周期和半径范围内使用）。最后，我们讨论了我们的研究结果的背景下，未来的任务寻找宜居带行星。
2022-09-08 astro-ph.EP
The Formation of Habitable Planets in the Four-Planet System HD 141399
本文研究了系外行星系统HD 141399的宜居带中可能形成的类地行星。在这个系统中，HZ大约位于行星c（a = 0.7 au）和d（a = 2.1 au）之间。在HZ中具有不同初始条件的小物体的纯牛顿框架中的运动方程的广泛的数值积分被执行。我们的研究包括几个步骤，从分布在行星c和d之间的500个无质量天体开始，以模拟小天体盘的发展。结果发现，大约10^6年后，一个类似于我们太阳系木星内部主带的带状结构出现了。然后，我们继续给小天体质量（月球质量），并考虑到这些类行星物体之间的引力相互作用。为了寻找类地行星的形成，计算了由于碰撞而产生的具有一定比例水的物体的生长。我们观察到行星形成在与平均运动共振（MMR）相关的区域。到目前为止，在HD 141399系统中还没有观测到类地行星的证据，但从我们的结果中，我们可以得出结论，即使有适当数量的水，也有可能在HZ中形成类地行星。
2019-04-30 astro-ph.EP
Stability analysis of single planet systems and their habitable zones
我们研究由一颗假设的类地行星（$1 $或$10 \mearth$）和一颗大质量行星（$10 \mearth - 10 \mjup$）组成的行星系的动力学稳定性。我们考虑的质量和轨道，覆盖范围内观察到的行星系架构（包括非零的初始偏心率），通过N体模拟确定的稳定性限制，并将其分析希尔稳定性边界。我们表明，对于给定的质量和轨道的两个行星系统，一个单一的参数，可以计算分析，描述了拉格朗日稳定性边界（没有喷射或交流），但显着偏离希尔稳定性边界。然而，我们发现，实际的边界是分形的，因此，我们也确定了第二个参数，它划分从稳定到不稳定的演变过渡。我们展示了$ρ$ CrB、HD 164922、GJ 674和HD 7924的部分宜居带，这些宜居带可以支持一颗类地行星。这些分析澄清了系外行星系统的稳定性边界，并表明，对于大多数系外行星系统，数值模拟的稳定性潜在的宜居行星是必要的参数空间的一个狭窄的区域。最后，我们还确定并提供了一个目录的已知系统，可以主机类地行星在其宜居带。
2010-05-03 astro-ph.EP
Exploring Kepler Giant Planets in the Habitable Zone
开普勒任务在其主星的宜居带（HZ）内发现了数百颗行星候选者，其中包括70多颗半径大于3地球半径（$R_\oplus$）的候选者，位于乐观宜居带（OHZ）内（Kane et al. 2016）。这些巨行星是大型地球卫星（或外卫星）的潜在宿主，这些卫星也存在于HZ中。计算了OHZ中的巨行星（$R_p =$ ~3.0- 25 ~ $R_\oplus$）的出现率，发现了G星的$(6.5 \pm 1.9)\%$、K星的$(11.5 \pm 3.1)\%$和M星的$(6 \pm 6)\%$的出现频率。我们比较这与以前估计的发生率类地行星在HZ的G，K和M星，发现如果每个巨行星有一个大的类地卫星，那么这些卫星是不太可能存在于HZ比类地行星。然而，如果每颗巨行星都拥有一颗以上的卫星，那么HZ中卫星的出现率将与类地行星相当，甚至可能超过它们。我们使用Chen & Kipping（2016）开发的质量-半径关系估计每个行星候选者的质量。我们计算每个行星的希尔半径，以确定任何附着的月球可能居住的行星的影响区域，然后计算未来成像任务的月球和行星的估计角间距。最后，我们估计径向速度半振幅的每个行星用于后续的观测。
2018-05-09 astro-ph.EP
Dynamical Stability of Terrestrial Planets in the Binary α Centauri System
在这篇论文中，我们研究了假设的类地行星是否有很高的概率保持在半人马座α星A和B周围的宜居带内的稳定轨道上，并保持与生命进化相适应的时间长度。本文介绍了一个基于限制性三体问题解的稳定性判据，并将其应用于半人马座α系统。通过这种方式，我们确定的卫星型（S型）行星轨道的短期稳定性的区域，在平面和三维的情况下。我们还通过恒星宜居带的动态映射研究了假想行星的长期稳定性。的拓扑结构的地图进行了分析，使用半解析长期哈密顿模型和可能的过程负责长期的不稳定性被确定。我们验证了行星在宜居带内的运动是有规律的，无论高偏心率，倾角小于40°。我们表明，位于双宜居带的行星的轨道距离的变化是可比的地球，如果行星是接近的模式I定态解。这一结果为在双星中找到可居住的行星带来了积极的期望。
2014-08-05 astro-ph.EP
Stellar Activity Effects on Moist Habitable Terrestrial Atmospheres Around M dwarfs
在未来的几十年里，围绕M矮星附近的类地行星的凌日光谱学是太空任务的主要目标。三维气候模拟显示，缓慢同步旋转的类地行星可能在亚恒星点形成厚云，从而增加太阳辐射。对于Teff > 3000 K的M型矮星，这类行星在内宜居带（IHZ）被证明保持着潮湿的温室条件，平流层水蒸气增加（fH 2 O> 1 E-3），地面温度较低。然而，M矮星也具有很强的紫外线活性，可以有效地光解平流层的H2O。先前的建模工作没有包括高恒星紫外线活动对H2O的影响。在这里，我们采用了1-D的光化学模型与不同的恒星紫外线，以评估是否H2O破坏驱动的高恒星紫外线会影响其在透射光谱的可探测性。温度和水蒸气配置文件是从发表的3-D气候模型模拟的IHZ地球大小的行星周围的3300 K M的矮星与N2-H2O的气氛，他们作为自洽的输入配置文件的1-D模型。我们通过将其他物种引入大气中来探索1-D模型中额外的化学复杂性。我们发现，只要大气混合良好，高达1毫巴，紫外线活动似乎不会影响透射光谱中H2O的可检测性。最强的H2O特征出现在JWST MIRI仪器波长范围内，与约50 ppm的估计系统本底噪声相当。
2019-02-11 astro-ph.EP
Formation of Earth-sized planets within the Kepler-1647 System Habitable Zone
开普勒-1647是一个双星系统，有两颗太阳型恒星（大约1.22和0.97太阳质量）。它是开普勒探测器探测到的质量最大的环联星行星（1.52木星质量），轨道周期最长（1，107.6天），位于系统的宜居带（HZ）内。在这项工作中，我们研究了在其HZ范围内形成和容纳地球大小的行星的能力。首先，我们计算了它的HZ的限制，并在该区域内进行了数值稳定性测试。我们发现HZ有三个子区域显示出稳定性，一个是内部，一个是共轨，还有一个是主行星开普勒1647 b的外部。在这三个区域的范围内，我们进行了行星形成的数值模拟。在行星的内部和外部区域，我们使用了两种不同的密度分布来探索不同的形成条件。在共眶区，我们使用了8个不同的椎间盘总质量值。我们发现，许多共振位于区域内，导致大部分圆盘物质在行星形成之前被喷射出来。因此，该系统可能有两个带有柯克伍德缺口的小行星带，类似于太阳系的主小行星带。共轨区域被证明是极其敏感的，不允许行星形成，但显示这个双星系统有能力拥有特洛伊天体。最后，我们寻找地球大小的月球的稳定区域。我们发现，对于一个质量达到0.4 Hills半径的卫星来说，它是稳定的。
2021-04-23 astro-ph.EP
A Potential Super-Venus in the Kepler-69 System
凌日行星极大地扩展了系外行星领域并使之多样化。这些行星提供了更多的机会来表征系外行星的大气和结构。开普勒任务特别成功地扩大了系外行星的库存，甚至比地球小的行星。开普勒数据的轨道周期灵敏度现在延伸到它们的主恒星的宜居带，并且已经发现了几颗比地球大的行星。在这里，我们研究一个这样的行星，开普勒-69c。我们提供了这颗行星的新的轨道参数和对宜居带的深入分析。我们发现，即使在乐观的条件下，这颗1.7 R的$_\oplus$行星也不太可能位于开普勒69的宜居带内。此外，这颗行星接收到的入射通量是太阳常数的1.91倍，与金星接收到的通量相似。因此，我们认为，这颗行星可能是一个超级金星，而不是一个超级地球的大气特性和可居住性，我们提出了后续的观察，以解开模糊。
2013-05-13 astro-ph.EP
How likely are Snowball episodes near the inner edge of the habitable zone?
了解全球冰川何时发生在类地行星上是气候演化研究的一个重大挑战。大多数关于温室气体（如CO2）在类地行星上如何随时间演变的模型都是确定性的，但地球气候历史的复杂性和非线性性质激发了对非确定性气候模型的研究。在这里，一个最简单的随机模型的CO2演化和气候的类地行星与不完美的CO2恒温器进行了研究。结果表明，在这个模型中，随着恒星光度的增加，平均大气CO浓度的降低使气候变得越来越不稳定，一旦接收到的恒星通量接近当今地球，就会出现低温状态的漂移。除非气候反馈总是迫使CO2浓度的变化随着接收到的恒星通量迅速下降，否则这意味着靠近宜居带内边缘的类地行星可能会相当频繁地进入雪球状态。对类地系外行星的日冕和颜色变化的观测应该可以让这一预测在未来得到直接检验。
2021-04-28 astro-ph.EP
Swansong Biospheres: Refuges for life and novel microbial biospheres on terrestrial planets near the end of their habitable lifetimes
未来地球上的生物圈（和过去一样）将主要由单细胞微生物组成。在多细胞生命出现之前，单细胞生命可能存在了至少2.5 Gyr，并且可能是唯一能够在遥远的未来在地球上生存的生命形式，当老化的太阳导致环境条件变得更加不利于更复杂的生命形式时。因此，从统计学上看，我们发现的可居住的类地系外行星更有可能处于其可居住寿命中更有利于支持单细胞生命而不是多细胞生命的阶段。地球上可居住性的最后阶段是这项工作的重点。一个简单的，纬度为基础的气候模式，包括偏心率和偏心率的变化被用来作为一个指南，在未来3 Gyr的地球温度演变。这使得人们可以推断出潜在的生命避难所，特别是在山区和冷阱（冰）洞穴中，以及什么样的生命形式可以生活在这些环境中。结果表明，在高纬度地区，单细胞生命可以持续到2.8 Gyr。这开始回答地球的可居住性将如何随着太阳的主序星演化而在局部尺度上演化的问题，以及通过扩展，类地行星的可居住性将如何随着时间的推移与它们自己的宿主恒星一起演化。
2012-10-21 astro-ph.EP
Near Mean Motion Resonance of Terrestrial Planet Pair Induced by Giant Planet: Application to Kepler-68 System
在这项工作中，我们研究的配置形成的两个内部类地行星附近的平均运动共振（MMR）的一个遥远的气体巨星的扰动开普勒68系统，进行了数千个数值模拟。结果表明，类地行星的形成与第一类迁移的速度、行星的质量和巨行星的存在有关。这颗巨行星的质量和偏心率可能在塑造系统的最终配置方面发挥关键作用。如果巨行星以偏心轨道围绕中心恒星旋转，则内行星对可以被困在5：3或7：4的MMR中，这与开普勒-68的观测配置相似。此外，我们还发现，如果巨行星的质量大于5 $M_J$，则中间行星的偏心率可以被激发到大约0.2，否则类地行星倾向于保持近圆轨道。我们的研究可能提供一个可能的行星系的形成方案，拥有几个类地行星附近的MMR内部和一个气体巨星外部。
2020-06-25 astro-ph.EP
On the Detection of (Habitable) Super-Earths Around Low-Mass Stars Using Kepler and Transit Timing Variation Method
利用凌日变时法对低质量冷恒星宜居带中地球大小的行星和超级地球的可探测性进行了广泛的研究。我们考虑了由恒星、凌日巨行星和类地扰动星组成的系统，并计算了系统参数不同值下的TTV。为了确定开普勒可以探测到这些变化的参数范围，我们考虑了福特等人（2011，ArXiv：1102.0544）的分析，并假设20秒的峰-峰变化将在该望远镜的光度灵敏度范围内。我们进行了模拟共振和非共振轨道，并确定了范围的半长轴和偏心率的过境和扰动机构的地球大小的行星或超级地球在宜居带的低质量恒星将产生这样的TTV。我们的模拟结果表明，在一般情况下，一阶和二阶共振附近的外微扰显示出更高的检测前景。只有在1：2和1：3平均运动共振附近，内部扰动才有可能被检测到。例如，对于一颗典型的M星，如果它的凌日行星的轨道在15到80天之间，那么在宜居带中的地球质量摄动就可以产生可探测的TTV。我们提出了我们的模拟的细节，并讨论了不同的低质量恒星周围的类地行星的检测结果的影响。
2011-07-14 astro-ph.EP
Mineral dust increases the habitability of terrestrial planets but confounds biomarker detection
确定我们太阳系以外的可居住行星是当前和未来空间任务的一个关键目标。然而，可居住性不仅取决于恒星的辐照度，还同样取决于行星大气的组成部分。在这里，我们第一次表明，辐射活跃的矿物尘埃将对类地系外行星的可居住性产生重大影响。在潮汐锁定的行星上，尘埃使昼侧变冷，使夜侧变热，显著扩大了宜居带。独立的轨道配置，我们认为，空气中的灰尘可以推迟行星水分损失的内部边缘的宜居带，通过反馈，涉及减少海洋覆盖和增加灰尘负载。灰尘的列入显着模糊的关键生物标志物气体（如臭氧，甲烷）在模拟的传输光谱，这意味着对观测的解释有重要影响。我们表明，未来的观测和理论研究类地系外行星必须考虑尘埃的影响。
2020-06-08 astro-ph.EP
Observational Tests of Terrestrial Planet Buffering Feedbacks and the Habitable Zone Concept
本研究针对类地行星缓冲反馈及宜居带假说尚未被观测验证的问题，提出模型无关的统计检验方法，得出不同采样顺序下探测反馈所需的观测次数范围，并分析误差容限的权衡影响。
2025-09-02 astro-ph.EP
The Habitable Zone of Kepler-16: Impact of Binarity and Climate Models
我们继续研究开普勒-16双星系统，它由一颗K型主序星、一颗红矮星和一颗环土星行星组成。作为我们研究的一部分，我们根据不同的气候模型描述了该系统的宜居带。我们还报告了对可能的地球质量特洛伊木马的稳定性调查，同时扩展了B。L. Quarles和合作者在2012年给出。对于气候模型，我们仔细考虑了系统参数的相关性。此外，我们追求新的稳定性模拟的地球质量的物体开始沿开普勒-16 b的轨道。所获得的偏心率分布倾向于接近圆形的值，而倾斜度分布保持平坦。稳定解分布在共轨拉格朗日点附近，从而增强了地球质量特洛伊可能存在于开普勒-16（AB）系统中的可能性。
2018-02-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Habitable Zone Census via Transit Timing and the Imperative for Continuing to Observe the Kepler Field
我们提出了一个科学计划，以完成普查的行星，其质量，轨道特性和动力学的历史，使用开普勒领域的开普勒航天器在两个反应轮任务的持续观察。即使光度精度显著降低，扩展该领域的时域观测也能够实现几个关键的科学目标：1）通过识别在已知的凌日行星中交错的非凌日行星来测量行星系的结构，2）在小的、富含气体的亚海王星行星和大的、岩石超级地球; 3）揭示行星系内部区域形成和演化的动力学证据。为了实现这些目标，开普勒独特的多目标观测能力将用于一系列具有特定动机的并行活动。这些活动主要集中在解释凌日定时变化（TTV）的能力，这些变化是由系统中行星之间的动力学相互作用引起的，包括：1）观测显示出大TTV并且具有特别丰富的动力学信息的系统，2）观测其中额外的过境时间将产生组成行星的质量测量的系统，3）观测TTV信号在很长时间尺度上演变的系统，以及4）观测具有长周期行星候选者的系统，其中额外的凌日将消除由原始开普勒数据中的间隙引起的轨道周期模糊性。
2013-09-04 astro-ph.EP
