Circumbinary habitable zones in the presence of a giant planet
确定双星系统中的宜居带可能是一项具有挑战性的任务，由于扰动的行星轨道和变化的恒星辐射条件的组合。然而，“动态信息宜居带“的概念使我们能够预测在如此复杂的环境中在哪里寻找宜居世界。动力学上的宜居带在过去曾被用来研究双星系统中的星周行星和巨行星系统中的类地行星的适居性。在这里，我们将这个概念扩展到环双星轨道上的潜在可居住世界。我们表明，宜居带的边界可以找到分析，即使另一个巨大的行星是在系统中存在。通过对开普勒-16、开普勒-34、开普勒-35、开普勒-38、开普勒-64、开普勒-413、开普勒-453、开普勒-1647和开普勒-1661的研究，我们证明了在大多数系统中存在已知的巨行星并不排除存在潜在的宜居世界。在所研究的系统中，开普勒-35、开普勒-38和开普勒-64目前似乎提供了最良性的环境。相比之下，开普勒-16和开普勒-1647不太可能拥有可居住的世界。
2021-03-16 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
Effects of Radius and Gravity on the Inner Edge of the Habitable Zone
对宜居带的严格定义及其对行星性质的依赖是寻找宜居系外行星的一部分。在这项工作中，我们使用的大气环流模型ExoCAM来确定如何的潮汐锁定的行星轨道M矮星的宜居带的内边缘取决于行星半径，表面重力和表面压力。我们发现，更大质量的行星的宜居带的内边缘发生在更高的恒星辐射，在以前的一维模拟中发现。我们还确定了不同的行星半径和表面重力的相对影响。行星半径的增加会导致行星辐射降低和气候变暖，将宜居带的内部边缘推向恒星辐射降低。这是由于环流状态的变化导致了亚恒星点周围厚厚的反射云层的破坏。重力增加会增加向外的长波辐射，这会将宜居带的内部边缘移向更高的恒星辐射。这是因为水蒸气的柱质量随着重力的增加而减少，从而导致温室效应的减少。引力对向外长波辐射的影响比半径对行星辐射的影响更强，因此引力和半径一起增加会导致宜居带的内边缘向更高的恒星辐射移动。我们的研究结果表明，大质量类地行星的宜居带的内边缘出现在较大的恒星辐射下。
2019-04-28 astro-ph.EP
A Gaian Habitable Zone
在寻找有人居住的系外行星时，了解母恒星周围的宜居带的边界是关键。如果生命能够强烈地影响其全球环境，那么我们可以预期宜居带的边界会受到生命存在的影响。在这里，使用一个简单的抽象模型的“纠缠生态”的生活可以影响一个全球性的参数，标记为温度，我们调查的边界的宜居带我们的模型系统。与其他生命-气候相互作用的模型一样，物种的行为是为了调节温度。然而，系统也可能经历“间断”，即系统的状态在不同的平衡点之间跳跃。尽管如此，系统的集合仍然倾向于维持甚至改善平均生命的条件，我们称之为熵盖亚的特征。这背后的机制是顺序选择与内存，这是详细讨论。有了这个建模框架，我们调查的问题，盖亚如何影响，并最终扩展到我们所谓的盖亚宜居带的宜居带。这产生了具体的预测恒星周围的宜居带的大小，为未来的工作提出了方向的模拟系外行星，并提供了深入了解盖亚瓶颈假说和可居住性/居住悖论。
2023-01-05 astro-ph.EP q-bio.PE
Enlarging habitable zones around binary stars in hostile environments
宜居带是恒星周围的区域，在那里行星或卫星上可以维持大量的液态水。由于许多恒星形成于非零离心率的双星系统中，当两颗恒星处于近星点时，双星系统中的恒星周围的宜居带会重叠并扩大（当恒星处于近星点时，这种情况较少）。我们进行N-体模拟致密恒星形成区域的演化，并表明双星系统的组成恒星原本有不同的宜居带可以经历相互作用，推动恒星更紧密地在一起，导致宜居带合并，并成为扩大。偶尔，重叠的宜居带会发生，如果组成恒星进一步远离，但双星变得更加偏心。在每个模拟的恒星形成区中，从平均初始总数352个双星中，有1-2个双星被包围在宜居带中，这表明致密的恒星形成区并不总是不利于行星形成和演化的环境。
2019-03-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Stable habitable zones of single Jovian planet systems
随着望远镜灵敏度和观测技术的不断改进，在恒星宜居带中寻找岩石行星的工作正进入一个令人兴奋的时代。有这么多的系外行星系统可供后续观测，以寻找潜在的宜居行星，人们需要优先考虑不断增长的候选者名单。我们的目标是确定哪些已知的行星系在其宜居带中动态地能够容纳岩石行星，目的是帮助集中未来的行星搜索计划。我们进行了一系列广泛的数值模拟，以确定在单个类木行星系统的宜居带中，地球质量的行星可以保持稳定轨道的区域，特别关注类地系外行星调查目标目录（CELESTA）中的系统。我们发现，小的，地球质量的行星可以保持稳定的轨道的情况下，可居住区是很大程度上，或部分，不受附近的木星，和相互的引力相互作用和共振机制能够产生稳定的轨道，即使在宜居带，是显着或完全破坏了木星。我们的研究结果产生了一个列表中的13个单类木行星系统CELESTA，不仅能够支持地球质量的行星在其宜居带的稳定轨道，但我们也能够约束地球质量的行星的轨道，使诱导的径向速度信号将与下一代仪器检测。
2017-06-19 astro-ph.EP
The Catalog of Earth-Like Exoplanet Survey TArgets (CELESTA): A Database of Habitable Zones around Nearby Stars
在星周宜居带中定位行星是许多系外行星调查的优先事项。天基和地基调查都需要强大的工具集来帮助目标选择和任务规划。我们提出了类地系外行星调查目标目录（CELESTA），这是一个围绕36，000颗附近恒星的宜居带数据库。我们计算了恒星的参数，包括有效温度、质量和半径，并量化了与星周宜居带相对应的轨道距离和周期。我们通过对比CELESTA的计算参数和观测数据来衡量我们预测的准确性。我们通过计算在给定的调查时间内探测的宜居带的数量来确定潜在的投资回报。CELESTA的功能扩展到未来的一个多功能框架，使新的观测进行持续的比较，并重新计算时，更新宜居带模型，恒星温度，或视差数据变得可用。我们希望在数据可用时使用盖亚任务的数据升级和扩展CELESTA。
2016-02-24 astro-ph.EP
Analytical investigation of the decrease in the size of the habitable zone due to limited CO$_2$ outgassing rate
宜居带的概念很重要，因为它集中了对地外生命的科学探索，并有助于规划未来的望远镜。最近的研究表明，如果CO $_2$的释气速率不足以维持高的CO $_2$分压，防止硅酸盐风化作用的去除，那么靠近宜居带外缘的行星实际上可能无法保持温暖和宜居。在本文中，我使用简单的方程的气候和CO $_2$预算的行星在宜居带，可以捕捉系统的定性行为。用这些方程，我推导出一个有效的外边缘的宜居带的分析公式，包括限制所施加的CO $_2$放气率。然后，我表明，气候之间的循环雪球状态和温暖的气候是唯一可能超出这个限制，如果在雪球气候的风化率小于CO $_2$出气率（否则稳定的雪球状态的结果）。我推导出一个分析解决方案的气候周期，包括一个公式，他们在这个限制期间。这项工作使我们能够探索定性的影响风化过程的有效外缘的宜居带，这是很重要的，因为风化参数化是不确定的。
2016-06-09 astro-ph.EP
Fitting Formulas for Determining the Existence of S-type and P-type Habitable Zones in Binary Systems: First Results
本文介绍了获得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的初步工作。根据以前的工作，我们计算的气候宜居带的限制，在二进制系统（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宜居区域的一个可能的系统行星。我们还考虑了Kopparapu及其合作者先前获得的行星气候模型的最新结果。拟合方程的基础上，我们的工作提出了选定的情况下。
2016-09-27 astro-ph.EP
An Analytic Method to determine Habitable Zones for S-Type Planetary Orbits in Binary Star Systems
随着越来越多的太阳系外行星在双星系统中或其周围被发现，经典宜居带的确定问题也随之产生。第二颗恒星的辐射和引力扰动是否对宜居带的范围有显著的影响，或者仅仅考虑主星就足够了？在这篇文章中，我们研究了恒星的同伴与不同的光谱型的太阳辐射的类地行星收到的影响，围绕太阳的主要。我们目前的时间独立的分析估计，并比较这些通过高精度数值轨道计算得到的日照统计。结果表明，一个强烈的依赖永久的可居住性的二进制的偏心率，以及可能的扩展宜居带向二次密近双星系统。
2012-04-11 astro-ph.EP
Impacts of stellar evolution and dynamics on the habitable zone: The role of rotation and magnetic activity
在这篇文章中，我们的目标是提供社区的依赖性的宜居带上的恒星质量，金属丰度，旋转，并为各种处方的限制宜居带。我们使用STAREVOL程序来研究宜居带和连续宜居带极限的演化。质量和金属丰度是对宜居带极限影响最大的恒星参数。相反，对于一个给定的恒星质量和金属丰度，恒星自转对这些极限只有很小的影响，不会改变宜居带的宽度。宜居带极限的演化也与恒星活动的演化相关（通过罗斯比数），这取决于所考虑的恒星质量。虽然在大质量恒星的情况下，磁场活动的影响可以忽略不计，但这些影响可能会对M矮星周围行星的可居住性产生强烈影响。因此，恒星活动不能被忽视，并可能对生命的发展有很大的影响，在早期阶段的连续宜居带阶段的低质量恒星。利用观测到的恒星磁场强度的变化趋势，我们还限制了整个恒星演化过程中磁层保护所需的行星磁场（零级）。我们明确的第一次系统的依赖行星的可居住性恒星参数沿低和中等质量的恒星的全面发展。这些结果可以作为外行星可居住性一阶估计的物理输入。
2016-08-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
BinHab: A Numerical Tool for the Calculation of S/P-Type Habitable Zones in Binary Systems
这方面的贡献的目的是介绍数值工具BinHab，一个公开访问的代码，可在得克萨斯大学阿灵顿分校，允许计算的S-型和P-型宜居带的一般二进制系统。
2014-09-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stability of additional planets in and around the habitable zone of the HD 47186 Planetary System
我们研究了HD 47186行星系中一个额外的、潜在的宜居行星的动力学稳定性。目前已知该系统中有两颗行星：一颗周期为4.08天的“热海王星”和一颗周期为3.7年的土星质量行星。在这里，我们考虑的可能性，一个或多个未被发现的行星存在于两个已知的行星之间，并可能在该系统的宜居带。由于已知行星的质量相对较低，额外的行星可能具有质量$\lsim 10 \mearth$，因此是类地行星，进一步提高了潜在的可居住性。我们进行$N$ -体模拟，以确定行星$b$和$c$之间的稳定区，并发现大部分内部宜居带可以窝藏一个$10 \mearth$行星。以目前$\sim 1$ m/s的径向速度阈值，如果它位于宜居带的内部边缘，在0.8 AU处，应该可以探测到另一颗行星。我们还表明，稳定区可能包含两个额外的行星$10 \mearth$，如果他们的偏心率低于$\sim 0.3$。
2009-03-20 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
Indication of insensitivity of planetary weathering behavior and habitable zone to surface land fraction
很可能不久就会发现明确的宜居带、含水量未知的类地行星。水含量有助于确定地表土地比例，这影响行星的风化行为。这一点很重要，因为硅酸盐风化反馈决定了宜居带在空间和时间上的宽度。在这里，低阶模型的风化和气候，获得定性的了解，是有用的，研究气候演变的行星的各种陆地-海洋分数。有人指出，如果海底风化不直接取决于地面温度，就不可能有一个水世界的天气气候反馈。这将极大地缩小水世界的宜居带。从我们的模型的结果表明，风化行为并不强烈依赖于部分海洋覆盖的行星的陆地分数。这是强大的，因为它表明，以前的宜居带理论是强大的土地比例的变化，只要有一些土地。最后，提出了一种机制，一个水世界，以防止完整的水分流失，在潮湿的温室通过快速风化暴露的大陆。这个过程被命名为“水世界的自停”，它意味着水世界可以经历一个潮湿的温室阶段，最终成为像地球一样的行星，部分海洋覆盖。这项工作强调了地表和地质效应的重要性，除了通常的入射恒星通量，可居住性。
2012-08-08 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Triaxial Deformation and Asynchronous Rotation of Rocky Planets in the Habitable Zone of Low-Mass Stars
在宜居带内围绕M矮星运行的岩石行星往往会被潮汐耗散驱动而同步旋转，这可能会给维持行星上的适居气候带来困难。然而，行星可能会被捕获到异步自旋轨道共振中，如果行星有足够大的内在三轴变形，这种捕获可能更有可能。我们推导出了岩石行星的最大三轴度的解析表达式，有和没有液体信封，作为行星的半径，密度，刚度和断裂的临界应变的函数。导出的最大三轴度与太阳系中类地行星的三轴度观测结果一致，表明M矮星宜居带中的岩石行星原则上可以处于异步自旋轨道共振状态。
2017-05-07 astro-ph.EP
Limitations of Chemical Propulsion for Interstellar Escape from Habitable Zones around Low-Mass Stars
低质量恒星的宜居带的特征是逃逸速度比地球绕太阳的轨道高几倍。由于化学火箭所需的燃料质量对终端速度的指数依赖性，星际旅行对于居住在M矮星周围行星的技术物种来说可能并不容易。
2018-08-29 astro-ph.EP physics.pop-ph
The habitable zone for Earthlike exomoons orbiting Kepler-1625b
最近宣布的一个海王星大小的系外卫星候选者绕着木星大小的物体开普勒-1625b运行，迫使我们重新思考我们对系外卫星及其宿主系外行星的假设。在本文中，我描述了计算的宜居带的类地外卫星在轨道上的开普勒1625 b在各种假设。我发现，候选的系外卫星，开普勒-1625 b-i，目前并不居住在系外卫星宜居带，但可能已经这样做时，开普勒-1625占领的主要序列。如果它拥有自己的月亮（一个“月亮月亮”），这是地球，这可能是一个潜在的居住世界。如果其他的系外卫星围绕开普勒-1625 b运行，那么在主序相期间，有一系列可能的半长轴/偏心率允许一个可居住的表面，同时在开普勒-1625 b-i的扰动下保持动力学稳定。然而，这取决于有效的大气CO $_2$调节。
2018-11-28 astro-ph.EP
Tides Tighten the Hycean Habitable Zone
本文纳入恒星—行星潮汐作用重估 Hycean 行星宜居带，证明中等偏心率引发的潮汐加热会在更大轨道半径处截断宜居带。
2025-06-14 astro-ph.EP
A dynamical test for terrestrial planets in the habitable zone of HD 204313
随着系外行星探测技术的改进，发现的多行星系统的数量正在增加，而探测可能适合居住的地球质量的行星仍然很复杂，因此需要新的搜索策略。因此，对已知多行星系统的动力学研究是寻找稳定和宜居行星候选者的重要工具。在这里，我们提出了一个三行星系统HD 204313的动力学研究，以确定它是否可以在其宜居带内拥有一颗类地行星，并有足够的时间来发展生命。我们在该系统中发现了两个半稳定区域，但都没有证明稳定时间足以让类地行星发展生命。我们的研究表明，重叠的弱和高阶共振可能是负责这些半稳定区域。这项研究为一个更大的项目建立了一个框架，该项目将研究多行星系统宜居带的动力稳定性，为未来的宜居低质量行星搜索提供一个有趣的目标清单。
2014-02-12 astro-ph.EP
A Volcanic Hydrogen Habitable Zone
经典的宜居带是恒星周围的圆形区域，其中液态水可能存在于岩石行星的表面。传统的N2-CO2-H2O宜居带（HZ）的外缘在我们的太阳系中延伸到近1.7 AU，超过这个范围，CO2的凝结和散射超过了它的温室容量。在这里，我们表明，在靠近外缘的行星上，大气H2的火山放气可以将宜居带扩展到我们太阳系的~2.4 AU。只要火山释放的氢气抵消了从大气层顶部逃逸的氢气，这种更广泛的火山氢气宜居带（N2-CO2-H2O-H2）就可以持续下去。我们使用一个单柱辐射对流气候模式来计算这个火山氢宜居带的HZ限制的氢浓度在1%和50%之间，假设扩散有限的大气逃逸。当氢浓度为50%时，M到A型恒星维持外缘所需的有效恒星通量会减少约35%到60%。相应的轨道距离增加约30%至60%。相对于经典的HZ，这个HZ的内边缘只向外移动了约0.1%到4%，因为H2变暖在稠密的H2O大气中减少了。这种火山H2大气层的大气尺度高度在HZ外缘附近也增加，便于远程探测大气特征。
2017-02-28 astro-ph.EP
Habitable Evaporated Cores: Transforming Mini-Neptunes into Super-Earths in the Habitable Zones of M Dwarfs
我们表明，在M矮星的宜居带中的小型气态系外行星（“迷你海王星”）的光蒸发可以从这些行星中去除几个地球质量的氢和氦，并将它们转化为潜在的宜居世界。我们耦合X射线/极紫外（XUV）驱动的逃逸，热演化，潮汐演化和轨道迁移，以探索可能含有这种“可居住的蒸发核”（HEC）的系统类型。我们发现，HEC最有可能形成的行星与$\sim 1 M_\oplus$固体核心与高达约50%的H/He的质量，虽然是否一个给定的迷你海王星形成HEC是高度依赖于早期的XUV演化的主恒星。由于M矮星周围的类地行星是由当地物质的积累而形成的，很可能会形成小而干燥的行星，小的迁移迷你海王星的蒸发可能是这些恒星周围富含挥发物的地球的主要形成机制之一。
2015-01-26 astro-ph.EP
Analyzing the Habitable Zones of Circumbinary Planets Using Machine Learning
Beijing Normal University（北京师范大学）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文研究所）
在过去十年中，包括美国宇航局开普勒和TESS任务在内的系外行星探测发现了许多与我们自己的太阳系中的行星有很大不同的世界，包括150多颗围绕双星或多星系统运行的系外行星。这不仅拓宽了我们对系外行星多样性的认识，也促进了我们对复杂双星系统系外行星的研究，并为探索其可居住性提供了动力。在这项研究中，我们调查的宜居带的环联行星的行星轨道和动态告知的宜居带。结果表明，双星的质量比和轨道偏心率是影响行星系轨道稳定性和可居住性的重要因素。此外，行星轨道和动态信息宜居带将行星宜居性分为三类：宜居、部分宜居和不宜居。因此，我们训练机器学习模型，以快速有效地对这些行星系进行分类。
2021-09-17 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Continuous Habitable Zones: Using Bayesian Methods to Prioritize Characterization of Potentially Habitable Worlds
潜在宜居行星的数量继续增加，但我们缺乏时间和资源来描述所有这些行星的特征。随着$\sim$ 30个已知的潜在可居住行星以及越来越多的候选和确认行星，需要一个强大的统计框架来优先描述这些行星。使用$\sim$ 2戈瑞，它采取了地球上的生命，使一个可检测的影响大气作为基准，我们使用贝叶斯统计方法来确定的概率，一个给定的半径周围的恒星已连续居住2戈瑞。我们进行这种分析的9个潜在的宜居系外行星半径$<$ 1.8 R $_\oplus$和/或行星质量$<$ 10 M $_\oplus$周围的9个低质量的主机恒星（$\sim$ 0.5-1.1 M $_\odot$）测量恒星质量和金属丰度，以及金星，地球和火星。通过分析产生了宿主恒星的年龄。该技术也被用来提供2768低质量恒星（0.5-1.3 M $_\odot$）在TESS连续观察区的年龄估计。
2022-03-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Prospects for the characterization of habitable planets
本文提出一种耦合大气、内部与生态系统建模的创新方法，用于评估系外行星宜居性与宜居状态，并展示其在土卫二、原始地球和火星及类日恒星周围类地行星中的应用前景。
2023-04-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exoplanets beyond the Conservative Habitable Zone: II. Occurrence
本研究基于潮汐锁定行星夜侧液态水模型拓展宜居带范围，结合Kepler数据归一化计算，得出潜在宜居行星丰度可比保守估计高50倍、10秒差距内或有数百颗宜居行星的结论。
2025-10-01 astro-ph.EP
Tracing the Inner Edge of the Habitable Zone with Sulfur Chemistry
本研究提出利用系外行星大气硫物种揭示干燥地表来绘制宜居带内边缘，通过耦合气候-化学建模发现硫气体可观测性取决于宿主M矮星UV通量，为未来经验性定义宜居带提供了方法。
2025-01-29 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
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
A whole-planet model of the Earth without life for terrestrial exoplanet studies
University of Washington（华盛顿大学）；Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science（卡内基科学研究所地球与行星实验室）；SETI Institute（地外文明搜寻研究所）；NASA Ames Research Center（美国国家航空航天局艾姆斯研究中心）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Sellers Exoplanet Environment Collaboration（塞勒斯系外行星环境合作组织）；Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院空间研究所）
本文提出一个无生命的地球模型，用于研究类地系外行星的长期可居住性，并生成反射光谱以支持非生物基线的建立。
2026-08-26 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
The Habitable Zone Gallery
宜居带图库（www.hzgallery.org）是一项针对系外行星社区的新服务，它为每个具有已知行星轨道参数的系外行星系统提供宜居带（HZ）信息。该服务包括一个可排序的表，其中包含有关HZ内轨道相位百分比，行星有效温度和其他基本行星属性的信息。除了表格，我们还绘制了行星的周期和偏心率，以及它们在HZ中的时间。该服务包括一个已知系统的画廊，这些系统绘制了轨道和HZ相对于这些轨道的位置。还提供了动画，有助于轨道可视化，并提供了变化的有效温度为这些行星在偏心轨道。在这里，我们描述了科学的动机，基础计算，和网站的结构。
2012-02-10 astro-ph.EP
The effect of high nitrogen pressures on the habitable zone and an appraisal of greenhouse states
宜居带是任务架构用来选择潜在宜居行星进行后续光谱观测的主要工具。鉴于其重要性，宜居带的精确大小和位置仍然是一个热门话题，因为许多研究使用一系列模型评估了各种因素，包括：大气成分，时间和行星质量。然而，很少有工作评估宜居带如何随着背景氮压力的变化而变化，这与行星的宜居性和生命承载潜力直接相关。在这里，我使用一个先进的能量平衡模型与云显示，我们的太阳系宜居带约为0.9至1.7 AU，假设5巴的氮背景压力和最大100%的云覆盖在内部边缘。这个宽度比保守的宜居带估计要宽20%。类似的扩展计算为A至M星。我还表明，冷却云和薄雾和高背景压力可以降低失控的温室阈值温度约300 K（或更低）的行星轨道上的任何恒星类型。这是因为行星的温度增加使得更靠近恒星的气候稳定，在那里，较低的平均地面温度可以触发快速的不稳定。平流层温度非常高的行星的长波发射增强也可以在较小的轨道距离上实现稳定的气候。该模型预测了一个失控的温室超过约330 K的行星绕太阳运行，这是与以前的工作一致。然而，潮湿的温室只发生在绕A星运行的行星上。
2020-04-01 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
Hot Hydrogen Climates near the inner edge of the Habitable Zone
年轻的类地行星可以捕获或释放富含氢气的大气层，其中含有数十至数百巴的氢气，这些氢气可以持续1亿年或更长时间。虽然地球和类地系外行星上最早的可居住条件可能是在大气层仍然由H2主导的时候出现的，但对H2的气候影响仍然知之甚少。先前的研究表明，H2在宜居带的外缘诱导强烈的温室效应。在这里，我们使用一个一维辐射对流模式表明，H2也导致强烈的变暖附近的内边缘的宜居带。然而，与H2在外缘的温室效应不同，它在内缘附近的效应是由热力学驱动的：H2的大的热尺度高度允许大气储存比纯H2O大气或具有重背景气体（如N2或CO2）的大气更多的水蒸气，从而放大了H2O的温室效应。使用理想化的灰色计算，然后，我们提出了一个一般性的论点，不同的背景气体如何影响内边缘的宜居带。H2因其诱导新的“蛋奶酥”气候的能力而脱颖而出，这进一步支持了其变暖效应。我们的研究结果表明，如果靠近宜居带内边缘的行星上最早的条件是富含H2，那么它们可能也很热：1 bar的H2足以将地面温度提高到340 K以上，50 bar的H2足以将地面温度提高到450 K以上。
2019-07-30 astro-ph.EP
How Close Are We To Detecting Earth-like Planets in the Habitable Zone Using the Radial Velocity Technique?
在宜居带发现类地系外行星是天文学家寻找地外生命的重要里程碑。径向速度（RV）技术仍然是探测和表征系外行星系统最有力的工具之一，考虑到恒星光谱品质因数、RV校准源、恒星噪声和大地污染，计算了不同观测带通和不同光谱型下RV精确测量的不确定度。我们在各种条件下用RV技术预测了不同光谱型的最佳观测带通。我们比较RV信号的类地行星在宜居带（HZ）的不久的将来的状态，最先进的RV精度，并试图回答这个问题：我们有多接近检测类地行星在HZ使用RV技术？
2011-07-24 astro-ph.EP
Can Planets Exist in the Habitable Zone of 55~Cancri?
我们研究的目的是探索在55~Cancri的宜居带中可能存在地球质量的行星，这是一项基于详细的轨道稳定性模拟的努力。已知这颗恒星拥有（至少）五颗行星，质量介于超级地球和彗星型之间。此外，根据观测限制，在$\sim$ 0.8~au和$\sim$ 5.7~au之间存在一个没有行星的空间，注意到这个间隙的内部部分与55~Cnc的宜居带基本一致--这是寻找潜在宜居行星的真诚动机。以前有人认为，55~Cnc系统中能够存在类地宜居行星，包括一颗位于$\sim$ 1.5~au的行星。我们通过采用轨道积分集和假设积分时间为5千万年来探索这种可能性。我们发现，在该系统的宜居带的地球质量的行星的可能性强烈依赖于所采用的系统参数，特别是55~Cnc-f的偏心率，这是有争议的，既有一个高值（$e \sim 0.32$）和一个低值（$e \sim 0.08$）先前已推导。如果采用较低的值（连同系统参数的其他更新），更合理和最新的值，地球质量的行星将能够存在于1.0~au和2.0~au之间的差距，从而暗示了可居住系统行星的可能性。因此，55~Cnc应该被认为是未来可居住行星搜索任务的有利目标。
2019-02-25 astro-ph.EP
Defining the Really Habitable Zone
自从第一颗被证实的系外行星被发现以来，观测已经揭示了世界的惊人多样性。在系外行星群中检测到各种各样的轨道和物理特征，并且已经致力于确定哪些行星可能适合生命。到目前为止，虽然，很少有工作已经致力于确定哪些潜在的宜居行星可能实际上是\textit{worth}存在。为此，我们提出了真正的宜居带（RHZ），定义为恒星周围的区域，可接受的杜松子酒和奎宁水可能是丰富的。与该领域的许多工作一样，我们始终依赖于假设，这些假设很难（如果不是不可能的话）进行测试，并提出了一些天文学家可以在自己的谈话中使用的图表，剥夺了所有的警告。我们建议将真正宜居带的行星作为JWST的早期目标，因为到那东西最终发射的时候，我们都需要喝一杯。
2020-03-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exomoon Climate Models with the Carbonate-Silicate Cycle and Viscoelastic Tidal Heating
与类地系外行星相比，具有类地属性的系外卫星的宜居带是一个非平凡的流形。潮汐加热、日食和行星照明在系外卫星能量收支中的存在结合起来产生了星周和行星周围的宜居区域。分析计算表明，环行星宜居区域仅由内边缘定义（其外部界限由轨道稳定性决定）。随后使用一维纬向气候模式的计算表明，日食和冰-陆反馈的综合效应可以产生环行星宜居带的外缘。但是，这种外部边缘是真实的，还是气候模型相对简单的假象？我们提出了一个升级的一维气候模式的类地外月气候，包含碳酸盐-硅酸盐循环和粘弹性潮汐加热。我们进行参数调查的拱星和环宜居带，我们发现，外环行星可居住的边缘仍然提供月球的轨道是不倾斜的相对于行星。增加碳酸盐-硅酸盐循环会使大气中二氧化碳的分压增加，从而促进温室效应，从而将环行星宜居带向外推。粘弹性潮汐加热扩大了宜居带相比，标准的，固定的Q模型。由于融化而减弱的潮汐加热效应使得卫星在更高的离心率下是可居住的，并将内部的星周和环行星宜居带边界向内推。
2016-01-05 astro-ph.EP
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
Novel Atmospheric Dynamics Shape Inner Edge of Habitable Zone Around White Dwarfs
本研究利用ExoCAM GCM发现白矮星宜居带内超短周期行星呈现独特的“蝙蝠自转”大气环流，增加云量并减少平流层水汽，使宜居带扩大约50%，有助于JWST未来观测。
2024-06-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Habitable zone predictions and how to test them
宜居带（HZ）是恒星周围的区域，在那里，岩石行星的表面可能存在水体。经典的HZ定义提出了一些与地球相同的假设，包括假设可居住行星最重要的温室气体是CO2和H2O，可居住行星围绕主序星运行，以及碳酸盐-硅酸盐循环是潜在可居住行星上的普遍过程。在这里，我们讨论这些和其他预测的宜居带和观测，需要测试他们。我们还首次讨论了为什么A星可能是有趣的HZ前景。而不是依赖于未经验证的推断，从我们的地球，我们认为，未来的宜居性研究需要第一原则的方法，时间，空间，物理，化学和生物系统的动态耦合。我们还认为，下一代任务只是在不太遥远的将来一个更加充满数据的时代的开始，届时可能会有数百到数千颗HZ行星产生我们所需的统计数据，而不仅仅是寻找宜居带行星，而是实际确定哪些行星最有可能显示生命。
2019-03-12 astro-ph.EP
Spectral signatures from the habitable zone
Centre for Planetary Habitability, Department of Geoscience, University of Oslo（奥斯陆大学地球科学系行星宜居性中心）
研究通过分析宜居带行星的光谱特征，探讨未来望远镜对系外行星大气的探测能力，以氧气和氢碘化物作为生物和技术特征的示例进行信号分析。
2026-04-10 astro-ph.EP
Detectability of Earth-like Planets in Circumstellar Habitable Zones of Binary Star Systems with Sun-like Components
鉴于相当大比例的恒星是太阳系附近的双星或恒星复合体的成员，预计这些双星中有许多拥有行星，甚至可能是可居住的行星。在半人马座阿尔法星系中发现的一颗类地行星支持了这一观点。由于类地行星在这样的系统中可能会经历很强的引力相互作用，传统的方法来确定宜居带，特别是在紧密的S型双星系统中，可能是相当不准确的。然而，这一领域的最新进展允许确定恒星周围允许永久居住的区域。虽然α-Cen Bb的发现表明，利用现有的观测设施可以在太阳型双星中探测到类地行星，但对于宜居带中的地球类似物是否也是如此，还有待证明。我们提供的径向速度和天体测量信号的最大值和RMS值的解析表达式，以及在这样的系统中的类地行星的过境概率，表明第二颗恒星与行星的动力学相互作用确实可能促进行星的检测。作为一个例子，我们讨论了额外的类地行星的平均，扩展，和永久的宜居带周围的半人马座α星系统的可探测性。
2012-12-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Habitable Zones with Stable Orbits for Planets around Binary Systems
提出了一种计算双星周围宜居带（HZ）的一般公式。在这种情况下，HZ必须满足两个独立的条件：辐射条件和动力学稳定性条件。对于单颗恒星，通常的星周宜居带概念仅基于辐射条件，而动力学稳定性条件则被认为是理所当然的。对于辐射条件，我们扩展了简单的配方的星周宜居带的单星，偏心恒星双星系统的情况下，在不同的轨道相位的两个源的光度有助于其行星星周和星周地区的辐照度。我们的方法考虑了偏心轨道的双星，并保证在计算的宜居带中的轨道在所有轨道相位都保持在它的范围内。对于动力学稳定性条件，我们使用Pichardo等人在2005年开发的不变循环方法来寻找稳定的，不相交的轨道区域，这是一种鲁棒的方法来寻找双星中的稳定区域，因为它是基于运动积分的存在。我们采用合并的标准来计算HZ的64个双星在太阳附近已知的轨道参数，包括一些已发现的行星。提供了公式和插值表，因此读者可以使用他们喜欢的恒星通量极限计算任意双星系统的HZ边界。这些公式与稳定区的公式一起，可以计算任何双星系统周围的稳定区和适居区。我们发现56%的情况下，我们考虑可以满足这两个限制，这是一个非常重要的收缩二元系统。然而，我们的结论是，这些系统的动力学和辐射安全区存在，必须考虑强有力的候选人在寻找可居住的行星
2014-05-21 astro-ph.EP
GCM Simulations of Unstable Climates in the Habitable Zone
最近有人提出，在宜居带外部区域的类地行星经历了不稳定的气候，在冰川和冰川消退的气候状态之间反复循环（Menou 2015）。虽然这一结果已经得到证实，并扩展到解释早期火星气候记录（Haqq-Misra et al. 2016; Batalha et al. 2016），但所有现有的工作都依赖于高度理想化的低维气候模型。在这里，我们确认，气候周期的现象仍然在三维地球气候模型具有相当多的自由度。为了规避Gyr时间尺度上集成气候的计算障碍，我们设计了一个混合的0 D-3D积分器，它使用一个大气环流模型（GCM）作为一个短的松弛步骤，沿着一个长的进化气候序列。我们发现，GCM气候循环是定性一致的低维结果。这就为我们建立了一个更坚实的基础，即外层宜居带行星可能更容易在短暂的冰川状态下被发现。
2017-09-22 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
Probing the Origin of Water in Planets within Habitable Zones by HWO
本文探讨宜居带行星水的起源，提出两种假说，并讨论HWO需测量的物理参数及观测能力以区分它们。
2025-10-07 astro-ph.EP astro-ph.IM
Circumstellar Habitable Zones of Binary Star Systems in the Solar Neighborhood
双星和多星系统构成了太阳附近恒星星族总数的一半以上（Kiseleva-Eggleton and Eggleton 2001）。它们的频繁出现以及超过70颗（Schneider et al. 2011）行星已经被发现处于这样的配置-最值得注意的是半人马座α B的大地伴星（Dumusque et al. 2012）-使它们成为寻找可居住世界的有趣目标。最近的研究（Eggl et al. 2012 b，Forgan 2012）表明，尽管引力和辐射环境存在变化，但确实存在行星可以在长期动力学时间尺度上保持在可居住日射限制内的星周区域。在这篇文章中，我们提供了宜居带的19个近S型双星系统的依帕科斯和WDS目录的半长轴之间的1和100 AU。据此，我们解释了第二颗恒星对类地行星的动力学和辐射影响。在提出的19个系统中，17个系统在至少一个组件周围提供动态稳定的宜居带。这17个潜在宜居系统包含5颗F、3颗G、7颗K和16颗M类恒星。由于它们靠近太阳系（d < 31 pc），使得选定的双星成为观测活动的精致目标，我们提供了对偏心拱星轨道上可居住的类地行星产生的径向速度，天体测量和过境签名的估计。
2012-10-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
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
Calculating the Habitable Zone of Binary Star Systems I: S-Type Binaries
我们已经开发了一个全面的方法来计算的宜居带（HZ）的行星托管的S-型双星系统的边界。我们的方法是通用的，并考虑到两颗恒星的贡献的位置和程度的二进制HZ不同的恒星光谱型。我们研究了双星偏心率和恒星能量分布对宜居带范围的影响。结果表明，在双星的质量比和轨道偏心率的组合允许行星形成围绕恒星的系统进行成功，一个不太明亮的次要的主要的宜居带的位置上的效果一般是可以忽略不计的。然而，当次级更明亮时，它可以影响HZ的范围。我们提出的详细推导我们的方法，并讨论其应用程序的二进制HZ周围的主要和次要的主序星的FF，MM和FM二进制，以及两个已知的行星托管二进制阿尔法岑AB和HD 196886。
2013-09-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Rebuilding the Habitable Zone from the Bottom Up with Computational Zones
本文提出将传统宜居带推广为计算区，以容量、能量和实例化三大约束刻画生物与广义计算，并通过行星表面生物计算和戴森结构的热力学效率与兰道尔极限分析，揭示计算区可能具有低温远红外可观测特征。
2024-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.bio-ph
Stellar Activity Masquerading as Planets in the Habitable Zone of the M dwarf Gliese 581
M矮星Gliese 581被认为拥有四颗行星，其中一颗（GJ 581 d）靠近宜居带，如果它是一颗岩石行星，它的表面可能支持液态水。另一颗可居住带行星GJ 581 g的发现是有争议的，因为它的重要性取决于d的偏心率。使用H-alpha线分析恒星活动，我们测量了130+/-2天的恒星旋转周期以及H-alpha调制与径向速度的相关性。对活动进行修正后，GJ 581 d的信号大大减弱（至1.5 sigma），而其他已知的超级地球行星的信号则显著增强。GJ 581 d并不存在，但它是恒星活动的产物，如果不完全校正，会导致g行星的错误探测。
2014-07-03 astro-ph.EP
