Inside the Eirenesphere: The Interplay of Porosity, Heat Flux and Mineralogy in Exoplanetary Aquable and Habitable Layers
Universidad de Antioquia（安第斯大学）
该研究提出整合孔隙度、热通量与矿物学的地球物理模型，量化系外行星次表层宜居体积（艾琳球），发现成熟超级地球宜居性最优，且次表层生命可延伸至5-7天文单位，将宜居性视为行星固有属性。
2026-09-23 astro-ph.EP
New Mass and Radius Constraints on the LHS 1140 Planets -- LHS 1140 b is Either a Temperate Mini-Neptune or a Water World
本研究通过新型逐行框架分析ESPRESSO视向速度数据、联合多望远镜凌星观测及恒星难熔元素丰度测量，更新LHS 1140 b和c的质量半径约束，提出LHS 1140 b更可能是迷你海王星或富水宜居候选水世界。
2023-12-18 astro-ph.EP
Habitable Zone Dependence on Stellar Parameter Uncertainties
系外行星系统的一个重要特性是宜居带（HZ）的范围，定义为水可以在具有足够大气压的行星表面以液态存在的区域。地面和太空观测都揭示了大量已确认的系外行星和系外行星候选者，最值得注意的是开普勒任务使用凌日探测技术。这些被探测到的行星中有许多位于其宿主恒星的预测HZ范围内。然而，正如行星本身的衍生性质一样，HZ边界取决于我们对宿主恒星的了解程度。在这里，我们量化的不确定性HZ边界的参数不确定性的主机星。我们检查恒星参数的不确定性分布从确认的系外行星主机和开普勒候选主机，并将这些转换成HZ边界的不确定性。我们将其应用到几个已知的系统与HZ行星，以确定其HZ状态的不确定性。
2014-01-14 astro-ph.EP
Dynamics of exoplanetary systems, links to their habitability
基于对太阳系的研究，我们对行星轨道动力学的认识受到了系外行星系统多样性的挑战。在冷和超冷的矮星周围，潮汐对行星轨道和自旋演化的影响可以强烈地影响它们的气候和它们容纳表面液态水的能力。我们说明了潮汐和动力学的作用与极端的情况下，行星围绕褐矮星。在多行星系统中，偏心率是由行星间的相互作用引起的。因此，行星被潮汐引起的摩擦从内部加热。这个过程可以将一个宜居带行星加热到这样的程度，以至于表面液态水不能存在。我们还讨论了新发现的可能适合居住的地球大小的行星开普勒-186f。考虑到系统的年龄估计不足，行星可能仍然在朝着同步方向发展，并具有高的同步性，或者是伪同步的零同步性。这两种配置会对这个星球的气候产生不同的影响。
2014-11-30 astro-ph.EP
Habitability and Biosignatures
本文系统综述系外行星宜居性要素与生物特征概念，涵盖液态水、能源、行星过程等影响因素，并探讨理想生物特征性质及未来探测前景。
2025-03-29 astro-ph.EP
The Habitable Zone and Extreme Planetary Orbits
给定恒星的宜居带描述了行星表面可能存在液态水的恒星周距离范围，这取决于恒星的性质。在这里，我们描述的发展宜居带的概念，它的应用到我们自己的太阳系，并随后应用到系外行星系统。我们进一步将其应用于极端偏心轨道的行星，并显示它们如何仍然保留生命的属性，这取决于在宜居带内度过的总轨道的百分比。
2012-05-11 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
Helium escaping from the atmosphere of a nearby rocky exoplanet orbiting in a habitable zone
Harvard University（哈佛大学）；Carnegie Science Observatories（卡内基科学天文台）；Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）；School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛工程学院与应用科学学院）；Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院卡弗里天体物理学与空间研究所）；Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院地球、大气和行星科学系）；Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science（卡内基科学机构地球与行星实验室）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Department of Physics & Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系）；Department of Physics, Washington University（华盛顿大学物理系）
研究对LHS 1140b这颗位于宜居带的岩石系外行星进行光谱观测，通过近红外凌星光谱发现其大气有氦逃逸且随时间变化，解释结果与大气分馏模型一致，同一系统中更小且辐照更强的LHS 1140c未检测到氦吸收。
2026-07-17 astro-ph.EP
Characterizing the Habitable Zones of Exoplanetary Systems with a Large Ultraviolet/Visible/Near-IR Space Observatory
了解低质量恒星宜居带（HZ）中地球大小的岩石行星的表面和大气条件是目前最大的天文学努力之一。在未来几十年中，仅仅了解行星有效表面温度不足以准确地解释生物特征气体。紫外恒星光谱驱动和调节类地行星上的高层大气加热和化学，对生物特征气体的定义和解释至关重要，甚至可能在我们寻找生物活动时产生假阳性。本白皮书简要介绍了对整个系外行星系统（恒星和行星）进行全色观测的科学动机，认为未来的美国宇航局紫外/可见/近红外空间观测站非常适合开展这项工作，并介绍了未来十年可以实现的技术发展目标，以支持在2020年代开发紫外/可见/近红外旗舰任务。
2015-05-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Postulating Exoplanetary Habitability via a Novel Anomaly Detection Method
BITS Pilani, K. K. Birla Goa Campus（印度博拉理工学院果阿分校）；CSIS and APPCAIR, BITS Pilani, K. K. Birla Goa Campus（印度博拉理工学院果阿分校CSIS与APPCAIR中心）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）
随着数千颗系外行星的发现以及我们银河系中数十亿颗系外行星存在的可能性，宇宙学研究发生了深刻的转变。这些搜索的最大目标是是否存在其他生命栖息地。然而，这些被探测到的行星中哪些是可居住的，哪些是潜在的可居住的，或者甚至可能有人居住的问题仍然没有答案。一些潜在的可居住的系外行星已经被假设，但由于地球是唯一已知的可居住行星，可居住性的测量必须以地球为参考。最近的几项工作介绍了新的可居住性指标的基础上优化方法。使用监督学习对潜在宜居系外行星进行分类是另一个新兴的研究领域。然而，建模和监督学习方法都有缺点。我们提出了一种异常检测方法，多阶段模因算法（MSMA），检测异常，并将其扩展到一个无监督的聚类算法MSMVMCA使用它来检测潜在的宜居系外行星异常。该算法基于地球是一个异常的假设，在数千个数据点中可能存在很少的其他异常。我们描述了一种基于MSMA的聚类方法，采用一种新的距离函数来检测可居住的异常候选人（包括地球）。这些结果与行星可居住性实验室（PHL）的可居住系外行星目录（PHL-HEC）进行了交叉匹配，其中包括潜在可居住系外行星的乐观和保守列表。
2021-09-06 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Why planetary and exoplanetary protection differ: The case of long duration Genesis missions to habitable but sterile M-dwarf oxygen planets
时间可以说是星际探索的关键限制因素。在高速情况下，利用激光推进的晶片卫星飞掠邻近恒星的任务需要50-100年的时间是可行的。定向能发射系统还可以在另一侧将数吨重的飞行器加速到1000 km/s（c/300）的巡航速度。在这样的速度下，超导磁帆将能够通过将动能传递给星际介质中的质子来使飞船减速。一个诱人的前景，这将允许星际探测器停止时，时间不是一个限制因素。在这方面，最好的候选者是创世纪探测器，这是一项旨在为可能适合居住但迄今为止贫瘠的系外行星上的地球生命提供新的进化途径的任务。创世纪飞行任务提出了重要的伦理问题，特别是在行星保护方面。在这里，我们认为，系外行星和行星的保护质量不同的有效载荷提供探测器，这是几千年的星际探测器，但只有几年的太阳系天体的巡航时间有很大不同的结果。此外，我们指出，我们的银河系可能拥有大量可居住的系外行星，M-矮行星，由于存在大量原始氧气大气，这些行星可能是无菌的。我们相信，如果未来的研究证实存在这种类型的可居住但无菌的氧气行星，我们银河系中的地球生命前景将在根本层面上发生变化。这也可以解释为什么我们的太阳不是最常见的M矮星，而是中等大小的G类恒星。
2019-01-08 astro-ph.EP physics.pop-ph physics.space-ph
Simultaneous Optical Transmission Spectroscopy of a Terrestrial, Habitable-Zone Exoplanet with Two Ground-Based Multi-Object Spectrographs
研究岩石系外行星的大气层是比较这些行星和位于内太阳系的类地行星的行星学的关键。类地系外行星大气层显示出微弱的信号，试图探测它们是目前仪器的极限。我们关注的是宜居带类地系外行星LHS 1140 b。鉴于其25天的轨道周期和2小时的过境时间，捕获LHS 1140 b的过境具有挑战性。我们观察到这个物体的两次凌日，大约相隔1年，这产生了四个数据集，这要归功于我们同时使用安装在Las Campanas天文台双麦哲伦望远镜上的IMACS和LDSS 3C多物体光谱仪。我们提出了一个共同适合的白光曲线，以及共同适合20 nm波长分箱的光曲线，我们构建了一个透射光谱。将联合白光曲线残差分箱至3分钟时间箱得到的均方根值为145 ppm;分箱至10分钟时间箱得到的均方根值为77 ppm。我们在20 nm波长箱中的Rp ^2/Rs ^2的不确定性中位数为260 ppm，当用高斯过程回归拟合波长箱光变曲线时，我们实现了1.3倍光子噪声的平均精度。我们对Rp^2/Rs^2的精确度是清晰的氢主导大气特征振幅的四分之一，这意味着我们无法测试LHS 1140 b大气的现实模型。这里提出的技术和警告适用于凌日系外行星勘测卫星时代不断增长的地球样本，以及即将到来的新一代地面巨型分段镜望远镜。
2020-06-02 astro-ph.EP astro-ph.IM
LHS 475 b: A Venus-sized Planet Orbiting a Nearby M Dwarf
基于TESS观测数据，发现了一颗环绕附近M矮星LHS 475运行的金星大小类地行星LHS 475 b，并经MEarth和CHIRON数据确认凌星信号及排除大质量伴星，是光谱学的理想候选者。
2023-04-04 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
The Impact of Stellar Distances on Habitable Zone Planets
在发现的系外行星中，最有价值的是那些发现居住在主恒星的宜居带（HZ）内的类地行星。特别是，那些具有相对明亮的宿主恒星的HZ行星将作为表征观测的优先目标，例如涉及质量测定，透射光谱和直接成像的目标。恒星的性质受恒星距离测量的影响很大，随后光度的变化导致HZ范围和行星性质的修正。这在盖亚领域尤其重要，它已经发布了已知系外行星宿主恒星的更新恒星星表。在这里，我们提供了一个广义的公式的影响，行星系的性质，包括HZ的距离。我们将这种方法应用于三个已知的系统，并表明最近的盖亚数据发布2距离对TRAPPIST-1有适度的影响，但对开普勒-186和LHS 1140有相对严重的影响。
2018-07-11 astro-ph.EP
Analysis of Habitability and Stellar Habitable Zones from Observed Exoplanets
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Lakeside School（湖畔学校）；Pacific Academy（太平洋学院）；Burke Institute for Theoretical Physics, California Institute of Technology（加州理工学院伯克理论物理研究所）
本研究利用NASA系外行星档案数据，通过精细筛选方法分析5,595颗已确认系外行星的宜居性，揭示了宿主恒星光谱分类和质量对行星属性的显著影响，为未来研究奠定基础。
2024-08-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spectropolarimetry as a Means to Address Cloud Composition and Habitability for a Cloudy Exoplanetary Atmosphere in the Habitable Zone
在我们的太阳系中，金星浓密的云层覆盖的大气层是一个突出的例子，说明偏振测量法可以用来获得云的组成和粒子平均半径的信息。目前人们对发现和描述液态水存在的宜居带中的太阳系外行星的兴趣很高，利用直接成像的太阳系外行星的分光偏振测量可以提供通过其他手段无法获得的关键信息。原则上，分光偏振测量可以确定酸度是否导致云中的水活动太低，不适合生命。为此，我们表明，在400 nm - 1000 nm范围内的分光偏振计测量将需要解决线性偏振的精度约为1%或更好的反射星光从一个光学厚云笼罩的系外行星。我们评估实现这一目标的可能性，通过模拟测量从一个概念性的分光偏振仪作为一个大型空间望远镜（HabEx设计，但直径为6米的主镜）的遮光配置的一部分。我们的模拟包括考虑来自各种来源的噪声。我们提供的限制，将需要征收的工具极化，以解决我们讨论的科学问题的指导。对于光子限制的噪声，积分时间对于大半径（10个地球半径）行星需要大约1小时，对于较小的系外行星需要超过100小时，这取决于恒星-行星分离，行星半径，相位角和所需的不确定性。我们讨论了表面化学和可居住性的影响。
2022-11-11 astro-ph.EP physics.ao-ph
The 10 pc Neighborhood of Habitable Zone Exoplanetary Systems: Threat Assessment from Stellar Encounters & Supernovae
本研究利用Gaia DR3数据评估84个近邻宜居带系统10秒差距邻域的宜居威胁，识别出高交会风险系统与超新星威胁源，并定义两类相似指数，得出HD 40307与太阳系最相似的结论。
2024-11-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Potential Interior Structures and Habitability of Super-Earth Exoplanets LHS 1140 b, K2-18 b, TOI-1452 b and TOI-1468 c
本文基于贝叶斯推断和潮汐锁定一维解析模型，评估了四颗近邻超级地球系外行星的内部结构与宜居性，发现大气加热是影响其表面液态水留存的关键因素，且 LHS 1140 b 具有相对更高的宜居潜力。
2024-12-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the Habitable Zones of Circumbinary Planetary Systems
随着在宜居带（HZ）内发现的行星越来越多，恒星通量对系外行星系统的影响正成为一个越来越重要的性质。开普勒任务最近发现了具有相对复杂的HZ的环双星行星，这是由于来自双星宿主恒星的合并通量。在这里，我们推导出HZ边界的circumbinary系统，并显示其依赖于恒星的质量，分离，和时间，同时占二进制轨道运动和轨道的行星。我们包括稳定性制度的行星轨道在二元系统的HZ。这些方法被应用于几个已知的环双星行星系，如开普勒-16，34，35和47。我们还定量地显示了单星近似的情况下，打破HZ计算。
2012-11-12 astro-ph.EP
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
Strict Limits on Helium Absorption from LHS 1140 b from Four JWST NIRISS Transits
Department of Astronomy & Astrophysics, University of Chicago（芝加哥大学天文与天体物理系）；NSERC（加拿大自然科学与工程研究理事会）
本研究通过四次JWST NIRISS凌星观测，对LHS 1140 b的氦吸收给出严格限制，排除了与Cherubim等人观测结果相当的氦吸收，为该行星大气演化研究提供关键约束。
2026-09-22 astro-ph.EP
Modeling the astrosphere of LHS~1140
针对宇宙射线和氢通量改变系外行星大气成分的问题，本文用四种模型研究LHS 1140星鞘三维结构，结合多代码计算通量与电离率，发现三维多流体模型和三维调制方法对准确评估辐射环境至关重要。
2024-12-05 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Exoplanetary Atmospheres: Key Insights, Challenges and Prospects
系外行星科学正处于一场前所未有的革命的边缘。在过去十年中发现的数千颗系外行星最近又发现了附近低质量恒星周围的潜在宜居行星。目前，该领域正在迅速发展到详细的光谱观测，以确定这些行星的大气层。虽然来自太空和地面的各种调查预计将探测到更多围绕附近恒星运行的系外行星，但即将发射的JWST以及大型地面设施预计将彻底改变系外行星光谱学。这些观测，结合详细的理论模型和反演方法，为了解系外行星大气中的各种物理过程和化学成分提供了有价值的见解。根据行星的性质，大气成分的知识也可以对行星的形成和迁移机制、地球物理过程以及最终的生物特征产生重要的限制。在本综述中，我们将讨论系外行星大气这一前沿领域的现代和未来景观。我们将首先简要回顾该领域，强调从不同的观测方法和理论研究中获得的关键见解。其次是对该领域三个前沿分支的最新技术、挑战和未来前景的深入讨论。
2019-04-05 astro-ph.EP
A New 2D Energy Balance Model For Simulating the Climates of Rapidly- and Slowly-Rotating Terrestrial Planets
本文设计了首个能模拟快速与同步自转类地行星大气的二维能量平衡模型PlaHab，通过在地球、火星及系外行星上的应用与对比，证明其兼具易用性与复杂性，是行星气候建模的理想工具。
2023-10-24 astro-ph.EP
Habitability of Exoplanetary Systems
本论文的目的是研究外太阳系的可居住性。大多数时候，只有行星被认为是地外生命可能出现和进化的地方，然而，它们的卫星也可能有人居住。我提出了一个全面的研究，认为不仅在行星上的可居住性，但在卫星上，以及。我的研究集中在三个密切相关的主题。第一个是星周宜居带，它通常被用作确定主恒星周围行星适居性的第一个代理。适居性一词的含义是，行星表面可能存在液态水，这是我们所知的生命所必需的。无论这颗行星是否适合居住，只要潮汐加热起作用，它的卫星可能有一个合适的地面温度来储存水。潮汐加热是在卫星内部产生的，其来源是附近行星的强大引力。我研究的第二个主题是探索潮汐加热和太阳系外卫星的可居住性，有和没有恒星辐射和其他相关的能源。即使在冰冷的行星体上，在潮汐加热的地下海洋中，生命也有可能形成。第三个专题探讨了从光度观测中确定一颗被冰覆盖的卫星的可能性。表面冰的一个强有力的迹象是身体的高反射率，这可能是当月亮消失在主星后面时测量的，因此它的反射光被恒星挡住了。
2017-04-25 astro-ph.EP
On the possibility of habitable Trojan planets in binary star systems
在太阳附近的所有恒星中，大约有60%（在我们的银河系中高达80%）是双星或多星系统的成员。这一事实导致了这样的猜测，即双星系统中可能存在比目前已知的更多的行星。为了估计系外行星系统的可居住性，我们必须定义所谓的宜居带（HZ）。HZ被定义为恒星周围的一个区域，在那里行星将接受足够的辐射，以维持其表面的液态水，并能够建立一个稳定的大气层。我们寻找新的动力学配置-行星可能保持在稳定的轨道上-以增加找到像地球这样的行星的可能性。因此，我们研究了五个候选系统，发现两个系统（HD 41004和HD 196885）具有小的稳定区域。
2016-11-22 astro-ph.EP
A temperate rocky super-Earth transiting a nearby cool star
质量小于太阳60%的M矮星占银河系恒星总数的75%[1]。当行星经过这些恒星的前面时，地球大小的行星的大气层可以通过透射光谱进行观测[2，3]。统计结果表明，最近的凌日地球大小的行星在液态水，宜居带的M矮星可能是大约10.5秒差距[4]。一颗温带行星已经被发现绕着距离最近的M矮星比邻星（Proxima Centauri）运行[5]，但它可能不会过境，其真实质量也未知。七颗地球大小的行星经过质量非常低的恒星TRAPPIST-1，距离12秒差距[6，7]，但它们的质量，特别是它们的密度受到很大的限制。在这里，我们报告了LHS 1140 b的观测结果，这是一颗半径为1.4地球半径的行星，距离12秒差距的小而冷的恒星（LHS 1140）。我们测量出这颗行星的质量是地球的6.6倍，符合岩石的整体组成。LHS 1140 b接收到的日照是地球的0.46倍，将其置于液态水，宜居带[8]。在90%的置信度下，我们将轨道离心率的上限定为0.29。圆形轨道不太可能是潮汐的结果，因此可能在形成时就存在了。由于其巨大的表面重力和凉爽的日照，尽管其主恒星在其年轻时的光度（与现在相比）更高，但这颗行星可能保留了大气层[9，10]。由于LHS 1140就在附近，目前正在建造的望远镜将来可能能够搜索特定的大气气体。
2017-04-18 astro-ph.EP
Venus as a Nearby Exoplanetary Laboratory
天体生物学社区的主要目标是确定地球以外可能适合居住的环境，并在这些环境中寻找生命迹象。了解可居住环境和可检测特征的限制的一个基本方面是研究这种环境可能发生的地方。因此，需要研究不利于可居住性的环境的创造、演化和频率是天体生物学故事的一个组成部分。对这些环境的研究为了解行星体上可居住和不可居住条件之间的分歧提供了机会。这样一个行星的原型是地球的兄弟行星金星，它提供了一个独特的机会来探索创造一个完全不适合居住的环境的过程，从而定义排除生物相关特征的条件。我们主张继续对我们的邻近行星进行全面研究，包括早期大气模型，成分丰度，以及来自当前和未来系外行星数据的金星模拟频率分析。至关重要的是，提供现场数据的新金星任务是必要的，以解决我们目前理解的主要差距，并使我们能够采取下一步措施来描述行星的可居住性。
2020-08-05 astro-ph.EP astro-ph.IM
Habitability and Biosignatures of Hycean Worlds
我们研究了一类新的可居住行星，它们由富含水的内部组成，富含H2的大气层下有巨大的海洋，这里称为海洋世界。由于密度介于岩石超级地球和更大的迷你海王星之间，海洋行星可能是寻找系外行星可居住性的最佳候选者，并且可能拥有丰富的系外行星种群。我们调查的散装性能（质量，半径和温度），潜在的可居住性，和可观察到的海洋行星的生物签名。我们表明，海洋行星可以显着更大相比，以前的考虑可居住的行星，半径大到2.6地球半径（2.3地球半径）的质量为10个地球质量（5个地球质量）。我们构建海洋宜居带（HZ），考虑恒星主机从晚M类太阳恒星，并发现它是显着更广泛的比类地HZ。虽然海洋HZ的内边界对应于晚M矮星的平衡温度高达~500 K，但外边界不受任意大的轨道分离的限制。我们的调查包括潮汐锁定的"暗海"世界，这些世界只允许在其永久的夜面上有可居住的条件，以及辐射可以忽略不计的"冷海"世界。最后，我们研究了海洋大气中可能的生物特征的可观测性。我们发现，一些痕量的陆地生物标志物，预计可能存在于海洋大气中，将很容易检测到使用适度的观测时间与詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。我们确定了一个相当大的样本附近的潜在海洋行星，可以是理想的目标，这样的观察，寻找系外行星的生物特征。
2021-09-01 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
Erosion of an exoplanetary atmosphere caused by stellar winds
我们提出了一个形式主义的一阶估计的磁层半径的系外行星绕恒星的范围从0.08到1.3 Mo。有了这个半径，我们就可以估算出不受恒星风影响的大气表面。我们已经分析了这个未受保护的表面，以获得系外行星最极端的环境：GKM型和非常低质量的恒星位于宜居带的两个极限。估计的未受保护的表面使得有可能确定系外行星保留其大气层的可能性。该函数可以被纳入新的适居性指数SEPHI。除了恒星和系外行星的物理特性外，我们还使用文献中的不同公式估计了恒星的磁感应强度、恒星风的主要特征以及不同的恒星-行星相互作用区域（亚和超Alfvénic，亚和超音速）。有了这些信息，我们就可以估算出系外行星磁层顶的半径，从而估算出系外行星未受保护的表面。我们对围绕其恒星的宜居带运行的类地系外行星的极光孔径角进行了研究，发现不同的行为取决于恒星是否处于旋转饱和或不饱和状态，极光环的孔径角分别高于或低于36 \circ，宜居带内缘极光孔径角与宜居带两边界极光孔径角之差的线性关系斜率不同.当行星被潮汐锁定时，未受保护的角度急剧增加到高于40^ \circ的值，保持其大气层的可能性很低。当恒星风的影响产生在亚阿尔夫维尼亚区域时，对于轨道非常靠近恒星的系外行星来说，保持大气层的可能性几乎为零。
2019-08-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical stability of the Gliese 581 exoplanetary system
利用数值方法研究了Gliese 581系外行星系统的动力学稳定性。已知该系统有四颗行星（b-e）。在对径向速度（RV）测量结果进行最新分析后，在恒星的液态水宜居带中是否存在另一颗行星（g）存在争议。我们将Vogt等人的4和5行星模型（AN 333，561-575，2012）与初始圆形轨道相结合。为了表征稳定性，使用行星在积分时间内达到的最大偏心率以及LCI和RLI来识别混沌运动。由于RV拟合中的圆形轨道似乎是一个太强的限制，而真正的轨道可能是椭圆形的，我们研究了行星的稳定性作为其偏心率的函数。圆形四行星模型的积分表明，即使倾角i = 5°，它在更长的时间尺度上也是稳定的。四行星模型中的第五颗行星可能在两颗超级地球大小的行星c和d之间有一个稳定的轨道，并且超出行星d的轨道，尽管另一颗行星可能只在恒星的宜居带中的圆形或近圆形轨道上稳定。即使在更宽的轨道参数范围内，5行星模型中的Gliese 581 g也会有一个动态稳定的轨道，但它的稳定性强烈依赖于行星d的偏心率。小质量行星e在偏心模型中很快变得不稳定，在圆形四行星模型中保持稳定，但其初始半长轴和偏心率周围的稳定区域相当小。内行星e和c的稳定性取决于海王星大小的行星b的偏心率。最外层的行星d距离相邻的行星c很远，对它的稳定性有很大的影响，然而，在两颗超级地球行星c和d之间存在一颗行星限制了它的偏心率。
2014-04-29 astro-ph.EP
Exoplanetary Atmospheres - Chemistry, Formation Conditions, and Habitability
描述太阳系外行星的大气是太阳系外行星科学的新前沿。过去二十年的系外行星发现表明，系外行星在轨道和体积特性上非常常见且极其多样。我们现在进入了一个新的时代，我们开始研究系外行星的化学多样性，它们的大气和内部过程，以及它们的形成条件。该领域的最新发展使我们对系外行星大气化学及其形成条件的理解取得了前所未有的进步。我们在目前的工作中审查这些发展。我们详细回顾了迄今为止发现的所有系外行星的大气化学理论，从高度辐射的气体巨星，冰巨星和超级地球，到直接成像的大轨道分离的巨行星。然后，我们回顾了这些不同类型的系外行星大气中的化学物种的观测探测使用不同的方法，包括过境光谱，多普勒光谱，和直接成像。除了化学检测，我们讨论了在确定这些大气中的化学丰度的进展，以及如何使用这些丰度来约束系外行星的形成条件和迁移机制。最后，我们回顾了最近的理论工作的可居住的系外行星的大气，随后讨论了该领域的未来前景。
2016-04-20 astro-ph.EP
No snowball on habitable tidally locked planets
TRAPPIST-1，Proxima Centauri和LHS 1140系统是未来对潜在居住行星进行后续观测的最令人兴奋的前景。所有的轨道都在M星附近，并且可能被潮汐锁定在1：1的自旋轨道状态，这促使人们考虑潮汐锁定可能对行星可居住性的影响。在地球上，全球冰川期（雪球）可能对可居住性和遥远的生命迹象（生物特征）至关重要，因为它们与生命复杂性和大气氧浓度的增加有关。在本文中，我们研究了雪球分叉（突然发生的全球冰川）潮汐锁定行星使用的能量平衡模式和中等复杂度的全球气候模式。我们表明，潮汐锁定的行星是不可能表现出一个雪球分叉作为一个直接的结果，他们收到的太阳辐射的空间格局。相反，它们将平稳地从部分冰覆盖过渡到完全冰覆盖，然后再返回。这项工作的一个主要意义是，具有活性碳循环的潮汐锁定行星不应该以雪球状态被发现。此外，这项工作意味着，潮汐锁定的行星附近的外缘的宜居带与低CO2释气通量将平衡与一个小的unglaciated亚恒星区域，而不是循环之间的温暖和雪球状态。需要做更多的工作来确定缺乏雪球分叉可能会如何影响潮汐锁定行星上的生命发展。
2017-07-14 astro-ph.EP
Habitable Climate Scenarios for Proxima Centauri b With a Dynamic Ocean
附近的系外行星Proxima Centauri b将是未来表征的主要目标，尽管它的水保留问题。海洋静止的气候模型表明，一个类似地球的Proxima b可以在相当温暖的温度下拥有一个小的地表液态水的向阳面区域，尽管它的星座很弱。我们提出了第一个三维气候模拟的Proxima b与动态海洋。我们发现，海洋覆盖的Proxima b可能有更广泛的表面液态水，但在更冷的温度比以前建议，由于海洋热传输和抑郁症的冰点盐度。温室气体浓度升高并不一定会产生更多的公海面积，因为可能会发生动态变化。对于一条通往高盐海洋的进化路径，Proxima b可能是一个由嗜盐生命主导的有人居住的，大部分开放的海洋行星。对于3：2自旋轨道共振的海洋行星，在中等偏心率下存在永久的热带水带。对Proxima Centauri b的模拟也可能是一个模型，用于研究行星的可居住性，这些行星从稍冷或温暖的恒星接收类似的星座，例如，在TRAPPIST-1、LHS 1140、GJ 273和GJ 3293系统中。
2017-09-07 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
Oscillations in the Habitable Zone around Alpha Centauri B
半人马座阿尔法AB系统是一个有吸引力的径向速度观测，以检测潜在的系外行星。半人马座阿尔法星A和B的高金属丰度表明，它们可能拥有能够形成行星的星周盘。作为距离太阳最近的恒星系统，有超过一个世纪的精确天体测量（半人马座阿尔法B表现出低色球活动），可以用相对便宜的仪器对半人马座阿尔法B潜在的系外行星系统进行高精度的测量。研究该系统可居住性的作者通常采用基于全球辐射平衡模型的宜居带（HZ），该模型忽略了半人马座阿尔法A的辐射扰动。我们使用一维纬向能量平衡模型（LEBMs），充分纳入半人马座阿尔法星A的存在作为天文强迫类地行星气候的一种手段，研究了半人马座阿尔法星B周围行星的可居住性。我们发现，HZ的程度是相对不变的半人马座阿尔法A的存在下，但有变化的分数可居住性的行星轨道在边界的区域由于半人马座阿尔法A，即使在零偏心率的情况下。在所有行星轨道上都可以观察到几K的温度振荡，其强度随行星的海洋比例和倾角而变化。
2012-02-06 astro-ph.EP
A Catalog of Habitable Zone Exoplanets
对可居住行星的搜索已经揭示了许多行星，它们与地球模拟环境有很大的不同。这些包括高度偏心的轨道，巨大的行星，不同的体积密度，相对活跃的恒星和演化的恒星。这项工作编目了所有发现居住在HZ的行星，并提供了HZ边界，轨道特征和光谱后续观测的可能性。HZ行星的人口统计数据与系外行星的完整目录进行了比较。HZ内的极端行星被突出显示，以及它们独特的性质如何影响它们潜在的可居住性。开普勒-296 f是最偏心的<2 $R_\oplus$行星，其轨道的100%都在HZ。HD 106270 b和HD 38529 c是在HZ轨道上运行的质量最大的行星（<13 $M_J$），也是确定HZ系外卫星潜在宿主性质的理想目标。这些行星，以及其他突出显示的行星，将作为基于地球的情景的特殊边缘案例，对这些目标的观测将有助于测试标准模型之外的可居住性的弹性。最有希望观测到的HZ目标是GJ 414 A b。在凌日过程中，<2 $R_\oplus$ HZ的行星、LHS 1140 b、TRAPPIST-1 d和K2-3 d是最有利的。在非凌日的HZ行星中，HD 102365 b和55 Cnc f是最有希望的，最好的非凌日候选者是GJ 667 C c，Wolf 1061 c，Ross 508 b，Teegarden的Star b和Proxima Cen b。
2022-10-14 astro-ph.EP
Surrounded by Giants: Habitable Zone Stability Within the HD 141399 System
通过动力学模拟研究 HD 141399 四颗巨行星的共振与摄动，并注入地球质量行星，划定宜居带内类地行星可长期稳定存在的区域。
2023-10-02 astro-ph.EP
Time-resolved Ultraviolet Spectroscopy of the M-dwarf GJ 876 Exoplanetary System
围绕M型恒星运行的太阳系外行星可能是我们在未来十年发现可居住世界的最佳机会。入射到类地行星和类木行星上的紫外光谱对于正确模拟它们的大气加热和化学是至关重要的。为了提供更现实的输入大气模型的行星轨道低质量恒星，我们提出了新的近紫外和远紫外（NUV和FUV）光谱的M-矮系外行星主机GJ 876（M4 V）。利用哈勃空间望远镜上的COS和STIS摄谱仪，我们测量了GJ 876的1150- 3140 A光谱。我们重建了恒星HI LyA发射谱线轮廓，发现在整个紫外带通（F（LyA）/F（FUV+NUV）~0.7）内，积分LyA通量大致等于积分通量的其余部分（1150- 1210 A + 1220- 3140 A）。这个比值比太阳值大2500倍。我们描述了紫外线光谱，并报告了令人惊讶的强荧光发射热H2（T（H2）> 2000 K）。我们给出了在几条远紫外发射谱线中观测到的色球+过渡区耀斑的光变曲线，耀斑/静止通量比>= 10。M星（特别是LyA）的强FUV辐射场对于确定低质量恒星宜居带中类地行星低层大气中O2的丰度和生物标志物的形成非常重要。
2012-04-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Dynamical Environment within the Habitable Zone of the Gaia-4 and Gaia-5 Planetary Systems
该研究通过动力学分析揭示Gaia-4和Gaia-5系统中的高偏心巨行星排除了宜居带内行星的存在，并探讨了此类“破坏球”系统对直接成像任务目标选择的影响。
2025-10-27 astro-ph.EP
Habitability of exoplanetary systems with planets observed in transit
我们已经使用了79个系外行星系统中恒星的测量属性，其中一个或多个行星已被观测到，以估计每个系统目前的可居住性。测量的恒星性质已被用来确定经典宜居带（HZ）的当前位置。为了建立可居住性，我们使用了与巨行星的估计距离，在该距离内，类地行星将处于巨行星的引力范围内。在2010年4月已知的79个凌日系统中，只有两个没有为HZ中的类地行星提供安全的避难所，因此今天无法支持生命。我们还估计了过去1.7 Gyr的可居住性是否可能，即0.7 Gyr的重轰炸，加上1.0 Gyr的生命出现，从而出现在今天。我们发现，对于每个恒星年龄的最佳估计，另外28个系统不提供这种持续的可居住性。如果我们将1.7 Gyr减少到1.0 Gyr，这个数字将下降到22。然而，如果巨行星的轨道比HZ的内边界更接近恒星，通过HZ迁移到那里，如果这排除了随后形成的类地行星，那么，当然，目前已知的凌日系外行星系统都不具备可居住性。幸运的是，这个悲观的结论很可能是错误的。以及获得结果的79个过境系统，本文演示了一种方法，确定这样的系统，肯定会发现在未来几年的聚宝盆的可居住性。
2010-06-03 astro-ph.EP
A revolution is brewing: observations of TRAPPIST-1 exoplanetary system fosters a new biomarker
最近在超冷恒星TRAPPIST-1周围发现了七颗可能适合居住的地球大小的行星，进一步推动了对外星生命的搜寻。目前的方法集中在密切监测宿主恒星，以寻找系外行星大气传输特征中的生物标志物。然而，这些方法的结果仍然不确定，难以与非生物替代品分开。最近的系外行星直接成像观测THIRSTY，超高对比度日冕位于La Trappe（法国），导致我们提出了一个通用的和明确的可居住性标准，我们直接证明了TRAPPIST-1系统。在这个新的框架内，我们发现TRAPPIST-1g拥有我们银河系中第一个明确的可居住环境，液态水的百分比可能与$\sim~90~\%$一样大。我们的计算取决于一组新的生物标志物，CO $_2$和C $_{x}$ H $_{2(x+1)}$ O（液态和气态），它们可以覆盖行星表面和大气层的$\sim~10~\%$。THIRSTY和TRAPPIST最近的观察伴随着我们新的，无偏见的可居住性标准可能会满足我们对寻找外星生命的渴望。然而，对智能的探索必须在我们的太阳系内外继续下去。
2017-03-31 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.pop-ph
Hydrohalite Salt-albedo Feedback Could Cool M-dwarf Planets
在M-矮行星的环境中可能形成的一种表面类型是氯化钠二水合物，或“水卤石”（NaCl $\cdot$ 2 H $_2$ O），它可以在低温下在裸露的海冰中沉淀。与无盐的水冰不同，水卤石在近红外波段反射率很高，而M-矮星在近红外波段发射强烈的光，这使得水卤石和M-矮星SED之间的相互作用的影响需要量化。我们进行了第一次探索的水卤石引起的盐反馈对太阳系外行星的气候影响，使用三维全球气候模式。在固定的CO $_2$条件下，快速旋转的可居住区M-矮行星从其宿主恒星接收65%或更少的现代太阳常数时，表现出较低的温度时，Hydrohalite的ECONDO参数化包括在气候模拟中，相比没有这样的参数化的模拟。在全球平均地面温度的差异，并没有这种参数化的增加，因为星座降低，这可能会增加CO $_2$积累的要求与活性碳循环的行星上的宜居条件。同步旋转的宜居带M矮行星在更高的星座水平（现代太阳常数的90%或更少）比具有类似地球的旋转周期的行星更容易受到盐-氧反馈的影响，这是因为它们的最低昼侧温度较低。这些与水卤石最相关的星座级别对应于最近发现的几颗可能适合居住的M-矮行星，包括Proxima Centauri b，TRAPPIST-1 e和LHS 1140 b，为未来气候模拟中直接重要的水卤石进行了参数化。
2018-08-29 astro-ph.EP
Exploring the habitability and interior composition of exoplanets lying within the extended habitable zone
本文分析扩展宜居带内从超级地球到迷你海王星的系外行星，结合宿主恒星参数、内部结构及大气包层建模，评估其组成与长期宜居性，发现部分行星可能为水世界或仅保留极少量大气。
2025-07-06 astro-ph.EP
Habitable from the start: How initial planetary formation conditions may create habitable worlds
University of Maryland（马里兰大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Michigan State University（密歇根州立大学）；Auburn University（奥本大学）；Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）
研究初始行星形成条件如何影响行星化学和适宜性，以探索适宜世界形成的机制。
2025-11-20 astro-ph.EP astro-ph.IM
Venus as a Laboratory for Exoplanetary Science
天体生物学界目前的目标集中在开发一个框架，用于探测我们太阳系内外物体的生物特征或其证据。理解可居住环境（表面液态水）的极限及其可检测特征的一个基本方面是研究这种环境的边界可能出现的地方。这些研究为理解一个曾经适合居住的星球如何变得不适合居住提供了基础。这种行星的原型可以说是地球的兄弟行星金星。鉴于需要定义可以排除系外行星生物相关特征的条件，金星提供了一个独特的机会来探索导致我们目前对该术语的定义完全不适合居住的环境的过程。在这里，我们回顾了目前的知识状态关于金星，特别是在遥感技术的背景下，正在或将被用于搜索和表征系外行星。我们讨论了开普勒和TESS系外行星任务确定的候选金星类似物，并提供了一个更新的系外行星人口统计，可以放置在潜在的失控温室制度，金星类似物被认为居住。我们列出了关于金星环境的几个主要悬而未决的问题，以及这些问题与理解系外行星的大气和内部结构的相关性。最后，我们概述了对我们的兄弟星球进行更深入分析的道路，以及与系外行星科学的协同作用。
2019-08-26 astro-ph.EP
GJ 357 d: Potentially Habitable World or Agent of Chaos?
本研究通过TESS测光数据和动力学模拟，发现位于GJ 357系统宜居带的行星d并非潜在宜居行星，反而可能引发宜居带内类地行星的轨道不稳定，强调了宜居性研究中动力学稳定性的重要性。
2023-10-03 astro-ph.EP
The Diversity of Exoplanetary Environments and the Search for Signs of Life Beyond Earth
本文综述系外行星环境的多样性，探讨生命对大气气体、替代溶剂及云生物圈的适应性，强调金属离子需求，并展望下一代望远镜对寻找地外生命的贡献。
2025-06-13 astro-ph.EP
Life Beyond the Solar System: Space Weather and Its Impact on Habitable Worlds
在宇宙中寻找生命是天体生物学的一个基本问题，也是NASA的一个主要优先事项。自2015年NASA天体生物学战略（NAS15）以来取得重大进展的一个关键领域是从系外行星发现阶段转向对系外行星大气层的物理和化学进行表征和建模的阶段，以及通过结合NASA四个科学学科的专业知识，包括太阳物理学，天体物理学，行星科学和地球科学。美国航天局的系外行星系统科学（NExSS）为这种跨学科研究提供了一个有效的环境。太阳耀斑、日冕物质抛射和太阳高能粒子在行星际空间产生扰动，统称为空间天气，与地球高层大气相互作用，对空间和地面技术系统造成巨大影响。M矮星和其他活跃恒星周围的宜居带内的系外行星暴露于极端的电离辐射通量，从而使系外行星空间天气（ESW）效应成为可居住性的关键因素。在本文中，我们描述了最近的发展，并在这一跨学科的努力中提供了建议，重点是ESW对可居住性的影响，以及作为2016年11月29日至12月2日在新奥尔良举行的NExSS研讨会的成果，在宇宙中寻找生命迹象的未来进展前景。这是NExSS向美国国家科学院提交的五份太阳系以外的生命白皮书之一，以支持天体生物学科学战略，以寻找宇宙中的生命。
2018-01-16 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Planetary parameters, XUV environments and mass-loss rates for nearby gaseous planets with X-ray detected host-stars
本文基于Gaia DR2与同质化X射线数据，修订27颗近邻气态行星参数及辐照，并用ATES计算20颗行星大气质量损失率，还首次探测三颗恒星X射线辐射。
2023-04-07 astro-ph.EP
Hot Rocks Survey I : A possible shallow eclipse for LHS 1478 b
本研究通过JWST MIRI在15 μm观测LHS 1478 b的两次次级食，首次数据给出138±53 ppm的中等探测，倾向其存在富CO₂大气，但第二次未探测，结果仍需验证。
2025-02-17 astro-ph.EP
Exoplanet Predictions Based on the Generalised Titius-Bode Relation
我们评估在何种程度上，新发现的系外行星系统，其中至少有四个行星坚持广义提丢斯-波德（TB）的关系。我们发现，在我们的样本中，大多数系外行星系统坚持TB关系在更大程度上比太阳系，特别是开普勒任务检测到的。我们使用广义TB关系来预测68个多系外行星系统中存在141个额外的系外行星：73个来自插值的候选者，68个来自外推的候选者。我们预测在KOI-812的宜居带内存在一颗低半径（R < 2.5地球半径）系外行星，并且在恒星的宜居带内的行星平均数量为1-2颗。TB关系的有用性及其作为预测行星工具的有效性将通过即将发布的开普勒数据进行部分测试。
2013-08-01 astro-ph.EP
