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
On the Habitable Lifetime of Terrestrial Worlds with High Radionuclide Abundances
液体溶剂的存在被广泛认为是可居住性的必要先决条件。我们调查的条件下，世界以外的宜居带的恒星能够支持液体溶剂在其表面上地质上显着的时间尺度，通过结合放射性和原始热量。我们的分析表明，放射性核素丰度比地球高$\gtrsim 10^3$倍的超级地球可以拥有长寿的水海洋。相比之下，在替代生物化学方面探讨的对长寿命乙烷海洋的要求限制较少：$\gtrsim 10^2$的相对放射性核素丰度可能就足够了。我们发现，如果这类世界的年龄是$\lesssim 1$ Gyr，那么原则上詹姆斯·韦伯太空望远镜在$\sim 10$ pc的距离上可以探测到这类世界（在$12.8$ $μ$ m处的$\sim 10$天积分时间上的$10σ$探测）。
2020-01-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Long-lived Habitable Zones around White Dwarfs undergoing Neon-22 Distillation
本研究模拟 $^{22}$Ne 蒸馏对白矮星演化的影响，发现该过程可延长宜居带持续时间并使其外移，从而提升这类白矮星孕育生命的潜力。
2025-01-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
M Star Astrosphere Size Fluctuations and Habitable Planet Descreening
恒星天体层-由恒星风从星际介质中切割出来的等离子体茧-不断受到它们通过波动的星际介质（ISM）的影响。在稠密的星际区域内，天体层可能被压缩到比液态水宜居带距离更小的尺寸。可居住的行星没有享受来自银河宇宙射线和星际尘埃和气体的全部通量的天体缓冲，我们称之为“去屏蔽”。最近的论文（Yeghikyan和Fahr，Pavlov等人）提出了诸如严重的臭氧消耗和冰川作用等全球性后果。使用一个冲压压力平衡模型，包括星际流的引力聚焦，我们计算的大小在顶点方向的母星质量的函数的天体层。我们导出了密度大于100（M/M_ \odot）^{-2} cm^{-3}时引力聚焦对母星质量M的依赖关系。我们计算了在太阳质量和亚太阳质量恒星的可宜居带中使行星减屏所需的星际密度，发现太阳相对于本地ISM的速度的临界减屏密度约为600（M/M_ \odot）^{-2} cm^{-3}。最后，我们根据ISM观测估计，太阳型恒星的减屏遭遇频率为1- 10 Gyr^{-1}，M型恒星的减屏遭遇频率为1--10^2 - 10^9。考虑到这种差异，我们得出结论，M星宜居带行星几乎从来没有暴露在Yeghikyan和Fahr和巴甫洛夫等人讨论的严重影响。
2009-06-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
In Search of Future Earths: Assessing the possibility of finding Earth analogues in the later stages of their habitable lifetimes
地球将在2-3 Gyr内变得不适合居住，这是由于太阳亮度增加导致的宜居带边界移动的结果。对地球上未来可居住条件的预测包括物种多样性和生境范围的减少、海洋损失和地球化学循环幅度的变化。然而，在当今的地球上测试这些预测是困难的。发现一颗与遥远的未来地球相似的行星，可以为测试这些预测提供一种手段。这样的行星需要有一个类似地球的生物圈历史，要求它在系统的过去已经在其系统的宜居带（HZ）中存在了Gyr长的时间，并且目前正在接近HZ的内边缘。在这里，我们评估了发现这种非常特殊类型的系外行星的可能性，并讨论了分析更古老的地球在提高我们对长期地质和生物地质过程的理解方面的好处。作为一个说明性的例子，在10秒差距内的G星被评估为潜在的旧地球类似主机。对假设的内HZ地球类似物的地面温度估计被用来确定这些系统中是否有任何这样的行星在其晚期可居住的生命中处于正确的阶段，以表现出可检测的生物特征。根据行星形成研究和生物圈演化模型的预测，在太阳附近只有0.36%的G星可以拥有一个古老的地球类似物。然而，如果假设类地生物圈的发展是罕见的，需要一系列低概率事件发生，那么这样的行星不太可能在太阳附近被发现-尽管整个银河系可能存在1000个。
2015-02-18 astro-ph.EP
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
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
Water loss from Earth-sized planets in the habitable zones of ultracool dwarfs: Implications for the planets of TRAPPIST-1
超冷侏儒（UCD; $T_{\rm eff}<\sim3000~$ K）在$\sim$ 1 Gyr后冷却到主序列上。对于褐矮星来说，这种冷却永远不会停止。它们的宜居带（HZ）因此至少在它们生命的第一个Gyr期间向内延伸。假设它们拥有水，在UCD的HZ中发现的行星在进入HZ之前经历了失控的温室阶段，对于液态水来说太热了。有人提出，这类行星是在早期阶段的高温下变干的，并以干燥世界的形式进入HZ。在这里，我们考虑到最近的上限UCD的XUV发射和使用一维辐射流体动力学模拟在此前HZ热阶段的水分损失模型。我们讨论了整个UCD的范围，但也关注最近在$0.08~M_\odot$矮TRAPPIST-1周围发现的行星。尽管假设水的FUV光解和XUV驱动的氢逃逸最大化，但我们发现行星可以在UCD的HZ中保留大量的水，在$0.04$ - $0.06~M_\odot$范围内具有最佳点。我们还研究了TRAPPIST-1系统使用所观察到的XUV通量的限制。我们发现TRAPPIST-1b和c可能已经失去了多达15个地球海洋，而行星d -可能在HZ内-可能已经失去了不到1个地球海洋。根据它们最初的含水量，它们可能有足够的水来保持可居住。TRAPPIST-1行星是大气特征的关键目标，可以对UCD周围的水侵蚀提供强有力的限制。
2016-10-06 astro-ph.EP
The HAges Catalog: Stellar Ages for High Priority HWO Target Stars
School of Earth and Space Exploration Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）
为HWO观测的高优先级目标恒星提供精确年龄数据，利用天文生物学和行星内部演化的研究需求，通过恒星震颤和自转钟律方法，初步构建了包含659颗恒星的年龄目录，强调了在HWO任务前获取可靠年龄约束的必要性。
2026-05-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Habitable Zones of Post-Main Sequence Stars
一旦一颗恒星离开主序星并成为红巨星，它的宜居带（HZ）就会向外移动，从而在更大的轨道距离上促进可探测的宜居条件。本文利用一维辐射对流气候模型和恒星演化模型计算了3, 700 K ~ 10, 000 K范围内不同金属丰度恒星（~M1 ~ A5恒星类型）的MS后HZ距离。MS后的HZ极限与已知直接成像行星的距离相当。我们模拟了超级卫星到超级地球的红巨星分支（RGB）和渐近巨星分支（AGB）阶段的恒星和行星大气质量损失。假设太阳的金属丰度，一颗行星可以在后MS HZ中停留2亿年，最高可达9 Gyr，分别是我们最热和最冷的网格恒星。这些数字随着恒星金属丰度的增加而增加。大气层的侵蚀只发生在靠近轨道的行星上。MS后HZ轨道距离在直接成像技术的探测能力范围内。
2016-05-16 astro-ph.EP
Beyond the Drake Equation: A Time-Dependent Inventory of Habitable Planets and Life-Bearing Worlds in the Solar Neighborhood
本文提出基于微分方程的时变统计框架，刻画太阳邻域恒星形成、金属富集与宜居行星及承载生命世界的演化关系，估算了K型恒星周围类地行星数量、形成时间及最近潜在生命行星的距离。
2023-10-28 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Habitability of Terrestrial-Mass Planets in the HZ of M Dwarfs. I. H/He-Dominated Atmospheres
M矮星的普遍存在，加上相对容易探测到它们周围的地球质量行星，使它们成为寻找和描述“宜居带“（HZ）行星的主要目标。然而，开普勒发现，地球质量的系外行星通常具有大量的H/He包层，包括质量分数（$M_{env}/M_{core}$）$\gtrsim 1$ %。如果这些行星在Gyr时间尺度上保持这样的包络，即使在HZ内，它们也不会“适合居住”。由于M矮星的X射线/紫外线通量很强，我们研究是否有足够的包络质量可以被光蒸发掉，使这些行星变得适合居住。我们改进了以前的工作，通过使用流体动力学模型，占辐射冷却以及从流体动力学到弹道逃逸的过渡。采用一个包含恒星演化的M矮星XUV光谱模板，同时考虑蒸发和热演化，我们证明了：（1）质量损失是（大大）低于以前的估计，使用“能量有限”的形式主义和忽略过渡到金斯逃逸，（2）在HZ的内边缘，行星的核心质量$\lesssim 0.9$ M $_\oplus$，（3）在HZ的外缘，即使从地核到0.8 M $_\oplus$，蒸发也不能去除$\sim$ 1%H/He包层。因此，如果行星形成时有庞大的H/He包层，那么只有那些具有低质量核心的行星最终可能适合居住。核心$\gtrsim$ 1 M $_\oplus$，与$\gtrsim$ 1%的出生H/He信封，将不适合居住在M矮星的HZ。
2016-04-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
55 Cancri: Stellar Astrophysical Parameters, a Planet in the Habitable Zone, and Implications for the Radius of a Transiting Super-Earth
明亮的恒星巨蟹座55已知拥有五颗行星，包括一颗过境的超级地球。利用改进的干涉测量方法直接测定了55 Cnc的天体物理参数：$R=0.943 \pm 0.010 R_{\odot}$，$T_{\rm EFF} = 5196 \pm 24$ K.我们使用等时线拟合确定55 Cnc的年龄为10.2 $\pm$ 2.5 Gyr，这意味着恒星质量为$0.905 \pm 0.015 M_{\odot}$。我们对该系统的宜居带（0.67- 1.32天文单位）的位置和范围的分析表明，周期为$\sim$ 260天和$M \sin i = 0.155 M_{Jupiter}$的行星f，其椭圆轨道的大部分时间都在星周宜居带。虽然行星f的质量太大，任何行星表面都不可能存在液态水，但我们详细阐述了在行星f附近可能存在的替代性低质量物体：一颗大卫星和一颗在宜居带内动态稳定轨道上的低质量行星。最后，我们的直接值55 Cancri的恒星半径允许一个模型独立的计算的物理直径的过境超地球55 Cnc e（$\sim 2.05 \pm 0.15 R_{\earth}$），这取决于行星的质量假设，意味着体积密度为0.76 $ρ_{\earth}$或1.07 $ρ_{\earth}$。
2011-07-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evolution of the habitable zone of low-mass stars. Detailed stellar models and analytical relationships for different masses and chemical compositions
我们研究的时间演化的宜居带（HZ）的低质量恒星-只由于恒星演化-并评估相关的不确定性。然后将这些不确定性与采用不同气候模式的不确定性进行比较。我们计算了质量在[0.70 - 1.10] Msun范围内、金属丰度Z在[0.005 - 0.04]范围内以及不同初始氦含量的恒星从主序前阶段到红巨星分支尖端氦闪光的演化轨迹。我们评估了几个特性的HZ，如从主机恒星的距离，在那里的可居住性是最长的，这种可居住性的持续时间，该区域的宽度，可居住性持续的最大值的一半，和边界的连续宜居带（CHZ）的可居住性持续至少4 Gyr。我们开发了分析模型，精确到百分比水平或更低，这使得可以获得这些特性依赖于主机恒星的质量和化学成分。主恒星的金属丰度在确定HZ中起着相关的作用。初始氦含量占CHZ边界的变化高达30%和10%的内部和外部边界。计算的分析模型允许的CHZ边界的变化，这是由估计值的质量和金属丰度的宿主恒星的不确定性引起的第一次系统的研究。结果表明，CHZ内边界的不确定性约为30%，外边界的不确定性约为15%，这些不确定性大于基于最近修订的气候模式的不确定性，导致CHZ边界相对于参考情景的不确定性变化在5%以内。我们做了一个在线工具，提供HZ特性和插值恒星轨迹。
2014-05-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
The time evolution of the ultraviolet habitable zone
本文通过 Swift 和 GALEX 观测研究恒星紫外线宜居带（UHZ）的时间演化，发现 CHZ 与 UHZ 的交叠普遍存在但最冷 M 型矮星除外，并指出比邻星是搜寻系外生命的最佳目标。
2024-09-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Habitability of Exoplanet Waterworlds
预计许多宜居带系外行星形成时的水团比例高于地球。对于具有10- 1000 x地球H2O但没有H2的岩石系外行星，我们模拟了海洋温度和化学的多Gyr演化，考虑到C分配，高压冰相和大气-岩石圈交换。在我们的模型中，对于类太阳恒星，我们发现：（1）~可居住的地表水的持续时间受到海洋化学的强烈影响;（2）~可能的海洋pH值范围很广;（3）~令人惊讶的是，许多水世界保留可居住的地表水>1 Gyr，并且（与以前的说法相反）这种寿命不一定涉及地球化学循环。这种独立于周期的行星可居住性的关键是对流地幔和水海洋之间的C交换被海底对水世界的压力所限制，因此行星在其历史的前1%中被海洋质量和海洋阳离子所束缚。在我们的模型中，由早期水-岩石相互作用从行星地壳中浸出的正电荷的总和-巧合的是-通常在早期获得的大气+海洋无机C库存重叠的数量级内。因此，pCO 2经常处于“最佳点”（0.2-20巴），对于该点，允许表面液态水的半长轴范围大约是尽可能宽的。由于半长轴上HZ的宽度定义了（类太阳恒星）表面可居住性的最大可能时间跨度，这种效应允许恒星变亮时的可居住性Gyr。我们说明了我们的研究结果，使用的N体模拟合奏的输出作为我们的水世界演化代码的输入。因此（第一次在一个端到端的计算），我们表明，初始条件的机会变化，不需要地球化学循环，可以产生多Gyr表面的水世界的可居住性。
2018-08-30 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
Habitability and Water Loss Limits on Eccentric Planets Orbiting Main Sequence Stars
一颗行星的气候会受到其轨道偏心率和轨道密度的强烈影响。在这里，我们使用一个1维能量平衡模型修改，包括一个简单的失控温室（RGH）参数化，探索这两个参数对类地水行星的气候的影响-完全海洋覆盖的行星-轨道F-，G-，K-和M-矮星。我们发现，行星在整个轨道上表现出可居住的表面条件的星座范围随着偏心率的增加而减少。然而，在一个轨道上出现暂时的宜居条件会产生一个偏心的宜居带（EHZ），它对轨道偏心率、行星纬度和主星的光谱型很敏感。我们发现，一个行星的轨道，它表现出可居住的表面条件的分数是较大的偏心行星绕M-矮星，由于较低的宽带行星的这些行星。具有较大能量密度的行星具有较小的EHZ，但如果它们在轨道上不进入雪球状态，则会表现出较温暖的气候。我们还发现，在所有偏心率的行星上，都没有瞬时失控的温室状态。相反，行星的整个轨道要么在RGH中，要么不在。对于接收100%现代太阳常数且偏心率高于0.55的G-矮行星，整个地球海洋库存可能在3.6 Gyr内丢失。M-矮行星，由于其较大的入射XUV通量，可以在6.9亿年内变得干燥，离心率超过0.38。这项工作对偏心行星具有重要意义，这些行星在围绕其宿主恒星运行时，尽管在技术上偏离了传统的宜居带，但仍可能表现出表面的可居住性。
2020-01-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
A model Earth-sized planet in the habitable zone of $α$ Centauri A/B
岩石系外行星的整体化学成分和内部结构对于了解其长期演化和潜在的可居住性至关重要。对太阳系岩石天体和其他行星系的化学成分的观测越来越多地显示出一种一致的图景，即岩石行星的化学成分反映了其宿主恒星的难熔元素，而这种表达方式则分解为挥发物。这一行为可以用行星形成和早期演化过程中的挥发分来解释。在这里，我们应用一个脱挥发分模型与太阳系天体校准我们最近的类太阳恒星的化学成分- $α$半人马座A和B -估计在这个二元系统（“$α$ -半人马座地球”）中的任何可居住带岩石行星的整体组成。通过对可能的行星内部和早期大气的进一步建模，我们发现与地球相比，这样的行星预计具有（i）类似地由硅酸盐主导的还原（原始）地幔，尽管富含含碳物质（石墨/金刚石）;（ii）稍大的铁核心，核心质量分数为$38.4_{-5.1}^{+4.7}$ wt%（参见图1）。地球的32.5 $\pm$ 0.3重量%）;（iii）相当的水储存能力;和（iv）类似于太古代地球的CO $_2$ -CH $_4$ -H $_2$ O主导的早期大气。进一步考虑到它的$\sim$低25%的来自长寿命放射性核素的内在放射性加热，一个古老的$α$ -Cen-地球（比地球老$\sim$ 1.5-2.5 Gyr）预计有效率较低的地幔对流和行星表面重塑，具有潜在的长期停滞盖制度的历史。
2022-01-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Rotational Synchronization May Enhance Habitability for Circumbinary Planets: Kepler Binary Case Studies
我们报告一种机制，能够减少（或增加）恒星活动的双星，从而可能提高（或破坏）circumbinary可居住性。在单颗恒星中，恒星对行星大气的侵略会导致质量损失，这对晚型恒星尤其不利，因为宜居带非常接近，活动持续时间很长。在双星系统中，潮汐旋转破碎减少了磁活动，从而减少了有害的XUV辐射和恒星质量损失，这些辐射和质量损失能够侵蚀行星大气。我们研究了所有已确认的环双星（p型）行星的这种机制。我们发现，主序星双胞胎提供最小的通量变化，并在某些情况下改善环境，如果恒星旋转同步内的第一陀螺仪。像开普勒34号和开普勒35号这样的类太阳双星，提供了低的宜居带XUV通量和恒星风压。这些宽阔、潮湿的宜居带可能潜在地支持多个宜居行星。有着较低质量伴星的太阳型恒星，如开普勒47，允许在很大范围的次级质量和双星周期内保护行星。开普勒38和相关的双星是边缘情况。开普勒64和类似物由于主星的同步而大大减少了恒星的侵略，但受到短寿命的限制。开普勒16似乎不适合行星，因为极端的XUV通量。这些结果有重要的影响，估计在银河系中含有可居住行星的恒星系统的数量，并允许选择适合于后续搜索可居住行星的双星。
2013-07-17 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Dynamical Interactions and Habitability in the TOI-700 Multi-Planet System
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究TOI-700多行星系统的动力学相互作用，评估其宜居性，发现TOI-700e接近潮汐锁定宜居带边界，需进一步验证其宜居性。
2026-01-30 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
Atmospheric mass loss by stellar wind from planets around main sequence M stars
我们提出了一个分析模型的行星大气和恒星风之间的相互作用，从主序星M星，获得一个快速的测试模型，估计由于这种相互作用的总大气质量损失的时间尺度的目的。位于M矮星适居带的行星可能被潮汐锁定，并且可能有弱磁场，因此我们考虑没有磁场的行星的极端情况。该模型给出了行星大气质量损失率作为恒星风和行星属性（质量，大气压力和轨道距离）和卷吸效率系数$α$的函数。我们使用一个混合层模型来探讨两种不同的情况：一个与时间无关的恒星质量损失和恒星质量损失率随时间的推移而减少。对于这两种情况，我们认为行星质量范围内的$1\to10$ M $_{\oplus}$和大气压力值为1，5和10大气压。对于与时间相关的情况，在M矮星的可居住带中没有磁场的行星，其初始恒星质量损失为$\leq \dot{M}_{w} < 10^{-11}$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$，可以保留它们的大气层至少1 Gyr。这种情况可能适用于早期的光谱型M矮星（早于M5）。研究表明，晚型M矮星（晚于M5）可能会在很长一段时间内活跃（$\geq 4$ Gyr），因此，我们的恒星质量损失率恒定的模型可能更准确。对于这些恒星，大多数行星可能在1 Gyr或更短的时间内失去了它们的大气层，因为大多数晚期M型矮星预计是活跃的。我们强调，我们的模型只考虑没有磁场的行星。显然，如果我们考虑磁场的存在，我们必须期待更高的抗大气侵蚀能力。
2010-05-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Potential long-term habitable conditions on planets with primordial H-He atmospheres
寒冷的超级地球保留了其原始的、以氢氦为主的大气层，其表面可能足够温暖，可以容纳液态水。这可能是由于氢对红外光的碰撞诱导吸收（CIA），其随压力增加而增加。然而，这种行星的长期可居住性尚未得到探索。在这里，我们调查的持续时间，这种潜在的异国情调的可居住性，通过模拟不同的核心质量，信封质量和半长轴的行星。我们发现，类地行星和超级地球的质量$\sim$ 1 - 10 $M_{\oplus}$可以保持温和的表面条件高达5 - 8 Gyr在径向距离大于$\sim $ 2 AU。所需的包层质量是$\sim 10^{-4} \, M_{\oplus}$（比地球大2个数量级），但可以小一个数量级（当靠近时）或大一个数量级（当远离时）。这一结果表明，行星可居住性的概念应该重新审视，并使其更具包容性的经典定义。
2022-06-28 astro-ph.EP
Potential for life to exist and be detected on Earth-like planets orbiting white dwarfs
本研究计算白矮星周围类地行星宜居带边界及宜居持续时间，首次分析紫外线光子通量的宜居约束，评估大气生物特征探测前景，为白矮星行星宜居性研究提供关键数据与探测参考。
2024-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of capturing a wide-orbit planet on planetary systems: system stability and Habitable Zone bombardment rates
很大一部分恒星是在密集的星团中形成的。在星团中，恒星之间在距离小于100天文单位的近距离相遇是常见的。已经证明，在近距离接触中，行星可以在恒星之间转移。与系统中形成的行星相比，这些被捕获的行星将处于不同的轨道上，通常处于非常宽，偏心和倾斜的轨道上。我们研究这些被捕获的行星如何影响其新系统中类似于小行星带的柯伊伯带，以及这如何影响系统中的宜居行星。我们发现，这些被捕获的行星可以不稳定的小行星带，我们表明，小行星的分数，使其过去的巨行星进入系统的可居住的行星的影响是独立的被捕获的行星的轨道平面，而小行星的分数被删除，并在它们被删除的速度强烈依赖于被捕获的行星的近心点和倾角。然后，我们研究了行星捕获的所有可能结果，发现当一颗质量为100亿的行星被捕获时，它将在40%的情况下破坏系统中行星的稳定，在40%的情况下，在几百万年内耗尽小行星带，即不会对类地行星上的生命造成太大风险，预计这些行星将在以后发展。在最后20%的情况下，结果是撞击物的流量比地球上的大5-10倍，可以持续几个Gyr，对地球上生命的发展非常有害。
2020-10-29 astro-ph.EP
The Contribution of M-Dwarf Flares to the Thermal Escape of Potentially Habitable Planet Atmospheres
M矮星（$\lesssim 0.5 M_\odot$）周围行星的可居住性会受到这些恒星的XUV（X射线+极紫外线）辐射的影响，耀斑偶尔会使XUV通量增加2个数量级以上。这个波长范围可以温暖和吸收类地行星的上层大气，这扩大了行星的半径，促进了大气的损失。在这项工作中，我们通过数值模拟研究的贡献，由于耀斑的类地行星绕M矮星的大气逃逸的XUV通量。我们考虑了行星的第一个Gyr，其初始表面水丰度在1到10个陆地海洋（TO）之间，一个小的原始氢包层（$\le$ $10^{-3}$ ~ $M_{\oplus}$），并且其宿主恒星质量在0.2到0.6 $M_{\odot}$之间。在这个参数范围内，我们发现，耀斑可以删除多达两个TO比nonflaring明星，这在某些情况下，转化为一倍的总水分损失。我们还发现，在某些情况下，燃烧可以增加大气中的氧分压数百巴。这些结果是通过在\vplanet软件包中增加一个新的耀斑模块并升级其大气逃逸模块以解释罗氏瓣溢出和辐射/复合限制逃逸而获得的。
2022-03-18 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Tidal evolution of exoplanetary systems hosting Potentially Habitable Exoplanets. The cases of LHS-1140 b-c and K2-18 b-c
我们提出了一个模型来研究由两个低质量行星绕一颗恒星旋转组成的三体系统的长期和潮汐演变，在这种情况下，机构的旋转轴总是垂直于轨道平面。潮汐理论使我们能够研究坚硬的类地行星和主要是气态的类海王星行星的自旋和轨道演化。该模型被应用于研究两个最近发现的含有潜在宜居系外行星（PHE）的系外行星系统：LHS-1140 b-c和K2-18 b-c。对于前一个系统，我们表明，LHS-1140 b和c必须在近圆轨道。对于K2-18 b-c，结合轨道演化时间尺度和目前对K2-18 b的偏心率估计，我们可以得出结论，内行星（K2-18 c）必须是一个类似海王星的气态天体。只有这样，K2-18 b的偏心率才能在最近的工作（$e=0.20 \pm 0.08$）中估计的值的范围内，只要K2-18 b的均匀粘性系数大于$2.4 \times 10^{19} \ \textrm{Pa s}$（这是刚体的一个特征值），并假定这种系统的年龄为某个Gyr。
2020-05-20 astro-ph.EP
Resonant structures in exozodiacal clouds created by exo-Earths in the habitable zone of late-type stars
Seoul National University（首尔大学）
通过数值模拟研究不同光谱型恒星（F4-M4）周围系外黄道尘埃的共振结构，发现恒星风阻力对M型星尘埃动力学起主导作用，并影响共振环的对比度和热辐射分布。
2025-11-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Can Moons Exist around the Habitable-zone Planet K2-18b?
本文通过 N-body 模拟研究宜居带行星 K2-18b 周围存在系外卫星的可能性，发现因潮汐驱动的快速向外迁移，卫星极难形成且寿命不超过 10 Myr，难以存活至系统寿命，从而质疑了短周期 M 矮星行星基于卫星的宜居性。
2025-07-15 astro-ph.EP
Constraints on Climate and Habitability for Earth-like Exoplanets Determined from a General Circulation Model
可居住性的传统定义要求丰富的液态地表水在地质时间尺度上持续存在。水在其每一个热力学阶段都与太阳辐射和热辐射相互作用，是强烈的气候反馈的原因。因此，对宜居带的评估要求模型包括对地质时期水文循环的完整处理。在这里，我们使用社区大气模型从国家大气研究中心研究气候的演变，为类地行星在恒定的二氧化碳，在广泛的恒星通量从F-，G-和K-矮星主序星。在每颗恒星周围，我们发现四种稳定的气候状态，它们由相互排斥的全球平均地面温度（Ts）定义：雪球（Ts < 235 K），水带（235 K < Ts < 250 K），温带（275 K < Ts < 315 K）和潮湿温室（Ts > 330 K）。每一个都被突然的气候转变所分隔。热带、温带和凉爽潮湿的温室气候可以分别维持开放的海洋，防止海冰融化和氢逃逸过程，从而构成可居住的世界。我们认为最温暖的可能的可居住的行星具有Ts ~ 355 K，在这一点上，扩散有限的水损失可以在~1 Gyr内消除地球海洋。在类似地球的温度和压力下，如CO2，如果没有长时间尺度的非冷凝温室物种的调节，由于主序星增亮，F-，G-和K-矮星周围的可居住性可以分别维持在~2.2，~2.4和~4.7 Gyr的上限。
2017-02-10 astro-ph.EP
The effect of a biosphere on the habitable timespan of stagnant-lid planets and implications for the atmospheric spectrum
本研究通过模型探讨生物圈对类地停滞盖行星宜居时间跨度的影响，发现生物风化可延长宜居期约10亿年，并在大气光谱中留下可观测的CO₂和CH₄特征，为识别宜居系外行星提供新途径。
2024-12-16 astro-ph.EP
Extreme Water Loss and Abiotic O$_2$ Buildup On Planets Throughout the Habitable Zones of M Dwarfs
我们表明，类地行星的宜居带的M矮星年龄比$\sim$ 1 Gyr可能已经在失控的温室几百万年后，由于恒星的扩展前主序星阶段，提供他们的形式与丰富的地表水。这种长时间失控的温室可能会导致行星进化与地球不同。在这个早期失控阶段，水蒸气和氢/氧逃逸到太空的光解可能导致整个宜居带的行星失去几个地球海洋的水，无论逃逸是能量有限还是扩散有限。我们发现，水的损失量与行星质量成比例，因为扩散限制的氢逃逸通量与行星表面重力成正比。除了经历潜在的干燥之外，表面氧气吸收效率低下的行星可能会积累数百到数千条非生物产生的O $_2$，导致潜在的生命误报。O $_2$的积累量也与行星质量成比例;我们发现O $_2$以恒定的速度积累，这是由扩散控制的：在地球质量的行星上，$\sim$ 5巴/百万年，在超级地球上，高达$\sim$ 25巴/百万年。因此，最近在宜居带发现的一些超级地球，如GJ 667 Cc，由于失去了多达10个地球海洋的水，可能已经积累了多达2000巴的O $_2$。一颗行星的命运在很大程度上取决于极紫外线通量、失控状态的持续时间、初始水含量以及表面吸收氧气的速率。在一般情况下，我们发现，高光度的初始阶段可能会妥协的可居住性许多类地行星绕低质量恒星。
2014-12-02 astro-ph.EP
HAZMAT. VIII. A Spectroscopic Analysis of the Ultraviolet Evolution of K Stars: Additional Evidence for K Dwarf Rotational Stalling in the First Gigayear
发现和描述宜居带行星的努力主要集中在类太阳恒星和M矮星上。然而，K星在这两种选择之间提供了一个相对未被探索的有吸引力的折衷方案。了解这些恒星周围的紫外线（UV）环境对于我们了解它们的行星至关重要，因为UV可以极大地改变行星大气层的光化学。在这里，我们提出了近紫外和远紫外\textit{Hubble Space Telescope}的宇宙起源光谱仪观测39 K恒星在三个不同的年龄：40百万年，650百万年，和$\approx$ 5 Gyr。我们发现，K星（0.6 - 0.8 M $_{\odot}$）的紫外线通量保持不变超过650百万年前下降了一个数量级的字段年龄。这与早期M星（0.3 - 0.6 M $_{\odot}$）不同，后者在几百万年后就开始衰退。然而，K星的自转-紫外线活动关系与早期M星几乎相同。这些结果可能是最近报道的K矮星的自旋下降失速效应的结果，其中K星的自旋下降在其旋转周期达到$\approx$ 10 d时停止超过Gyr，而不是G星经历的连续自旋下降。这些结果意味着围绕K型矮星运行的系外行星可能会经历比想象中更强的紫外线环境，削弱了K型恒星作为潜在的“超级宜居”行星宿主的可能性。
2022-03-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Resilient habitability of nearby exoplanet systems
我们研究了在34个附近的FGK-矮星的宜居带中发现类地行星的可能性，每个FGK-矮星都有一颗巨行星位于RV探测到的宜居带之外。首先，我们模拟了行星系在其目前的配置动力学，并确定其宜居带内的稳定行星轨道的比例。然后，我们假设巨行星的偏心率是过去不稳定的结果，在此期间，一个或多个其他行星从系统中被抛出。我们模拟这些情况，并调查是否行星轨道上的宜居带生存的不稳定性。解释性地，我们确定测试粒子的分数，最初发现在宜居带，今天仍然在宜居带。我们将这一部分称为系统的弹性可居住性。我们发现，对于大多数系统，当我们在它们的历史中包括一个不稳定阶段时，行星在宜居带中的稳定轨道上存在[或存活]的概率明显变小。我们提出了一个具有高弹性可居住性的候选系统列表，以供未来观察。它们是：HD 95872、HD 154345、HD 102843、HD 25015、GJ 328、HD 6718和HD 150706。后两个系统中的已知行星在其偏心率上具有很大的观测不确定性，这传播到其弹性可居住性上的很大不确定性。这两个偏心率的进一步观测限制
2019-12-02 astro-ph.EP
Tidal evolution of planets around brown dwarfs
由于褐矮星的类地行星形成区域非常靠近，因此围绕褐矮星（BD）运行的行星的潮汐演化是一个有趣的案例研究。事实上，BD的宜居带范围约为0.001至0.03 AU，质量最低的BD位于罗氏极限的内部。与恒星相比，BDs随着年龄的增长而旋转。因此，共转距离向内移动。这对BD周围行星的潮汐演化具有重要意义。我们使用了一个标准的平衡潮汐模型来计算一个大的合奏行星BD系统的轨道演化。我们测试了许多参数的影响，如初始半长轴和偏心率，BD的旋转周期，BD和行星的质量，以及潮汐耗散因素。我们发现，所有的行星，形成在或超过共转距离和初始偏心率小于\sim 0.1被排斥的BD。一些最初在同转轨道内部的行星，如果它们向内的潮汐演化比BD的自旋演化慢，则可以存活下来，但大多数最初靠近BD的行星会落在BD上。我们发现，潮汐演化的最重要的参数是相对于共转距离的初始轨道距离。有些行星可以在宜居带中生存一个亿年的时间尺度，尽管在许多情况下，宜居带向内移动，仅仅在几十到几百亿年的时间内就超过了行星的轨道。幸存的行星的轨道周期可能小于10天（小至10小时），因此它们可以通过凌日观测到。
2011-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Debris disks and their properties with the Habitable Worlds Observatory
本研究指出当前碎屑盘观测多局限于恒星系统外区、缺乏类地行星区信息的问题，提出利用Habitable Worlds Observatory的高分辨率、小内工作角和高灵敏度，研究碎屑盘内区结构成分并搜寻形成中的岩质行星。
2025-09-29 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Age Aspects of Habitability
恒星的宜居带被定义为一个轨道范围，在这个范围内，岩石行星的表面可以支持液态水。推动寻找宜居行星的最有趣的问题是它们是否有生命。但是行星的年龄对它的可居住性重要吗？如果我们将适居性定义为行星孕育生命的能力，那么可能不是。毕竟，地球上的生命在其形成后仅在大约8亿年内发展起来。然而，如果我们将可居住性定义为我们在系外行星表面探测生命的能力，那么年龄就成为一个关键参数。只有当生命进化到足够复杂的程度，足以在行星尺度上改变其环境时，我们才能通过其在大气中的印记--即生物特征--来远程探测到它。据我们所知，光合作用中的氧气是生命发达的最显著指标。但在宜居带的行星上，光合作用的开始可能需要比行星年龄长得多的时间。了解行星的年龄对于制定一项寻找携带复杂（发达）生命的系外行星的战略是必要的-许多已确认的潜在可居住行星太年轻（绕第一星族恒星运行），可能没有足够的时间发展和/或维持可探测到的生命。在过去的十年中，许多围绕古老的（9-13 Gyr）贫金属星族II恒星的行星被发现。这样的行星有足够的时间发展必要的化学反应链，如果位于宜居带，可能携带可探测到的生命。这些古老的行星应该是寻找地外生命的主要目标。
2016-03-23 astro-ph.EP
Tidal heating of Earth-like exoplanets around M stars: Thermal, magnetic, and orbital evolutions
岩石系外行星的内部热和磁演化对其可居住性至关重要。本文主要研究辐射宜居带与潮汐带重叠的低质量M星周围的地球质量行星的热轨道演化。我们开发了一个热轨道演化模型校准地球耦合潮汐耗散，与温度相关的麦克斯韦流变学，轨道圆化和迁移。我们说明了热轨道稳定状态，表面热流是平衡的潮汐耗散和冷却可以停滞数十亿年，直到循环发生。在内部以潮汐热形式耗散的轨道能量驱动向内迁移和循环，循环时间与耗散率成反比。我们确定了一个峰值的内部耗散率的地幔通过一个粘弹性状态在地幔温度接近1800 K。在$0.07$天文单位内，围绕0.1太阳质量恒星运行的行星在10 Gyr之前成圆，与初始离心率无关。一旦成圆形，这些行星就会单调地冷却，并保持与地球相似的发电机。被迫进入偏心轨道的行星会经历核心的过冷和快速的核心固化，抑制了宜居带行星的发电机作用。我们发现，潮汐加热是微不足道的可居住区周围的$0.45$（或更大）的太阳质量的恒星，因为潮汐耗散是一个更强的函数的轨道距离比恒星质量，和宜居带更远离较大的恒星。行星磁场的抑制使大气层暴露于恒星风侵蚀和表面暴露于有害辐射。除了微弱的磁场，大规模的熔体喷发率和长期的岩浆海洋可能使低质量恒星宜居带中的偏心行星不适合生命居住。
2015-09-24 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
Kepler-62: A five-planet system with planets of 1.4 and 1.6 Earth radii in the Habitable Zone
我们提出了五个行星的检测-开普勒-62b，c，d，e和f -的大小为1.31，0.54，1.95，1.61和1.41地球半径，在5.7，12.4，18.2，122.4和267.3天，分别围绕K2 V恒星。最外层的行星（开普勒-62 e和开普勒-62 f）是超级地球大小（1.25 <行星半径/地球半径< 2.0）的行星，位于其主星的宜居带（HZ），接收的太阳光通量是地球轨道的1.2 +- 0.2和0.41 +- 0.05倍。开普勒-62e和开普勒-62f的恒星年龄约为7 Gyr的理论模型表明，这两颗行星可能是固体：要么由岩石组成，要么主要由固体水组成。
2013-04-27 astro-ph.EP
Thermal-orbital coupled tidal heating and habitability of Martian-sized extrasolar planets around M stars
M型恒星是寻找太阳系外可居住行星的好目标。由于它们的有效温度很低，M星的宜居带非常接近恒星本身。对于靠近恒星的行星，潮汐加热在热演化和轨道演化中起着重要的作用，特别是当行星轨道具有相对较大的偏心率时。虽然潮汐加热与行星的热状态和轨道相互作用，但对M星周围的太阳系外行星的这种耦合计算还没有进行过。我们使用简单的结构和轨道模型进行耦合计算，并分析了一个类地行星的热状态和可居住性。考虑到这颗行星是火星大小，潮汐加热并部分融化地幔，如果恒星质量小于太阳质量的0.2倍，并且轨道的初始偏心率大于0.2，则保持平衡态。由于地幔熔化而减少的热量耗散使这颗行星即使轨道距离很小，也能在宜居带停留10 Gyr以上。平衡态下的地表热通量介于火星和木卫一之间。行星的热状态主要取决于偏心率的初始值和恒星的质量。
2014-06-10 astro-ph.EP
Climate Regimes Across the Habitable Zone: a Comparison of Synchronous Rocky M- and K-dwarf Planets
本文比较了 M 型和 K 型矮星周围同步自转类地行星在宜居带内的气候状态，发现 K 型矮星行星夜侧冷阱风险更低、更可能出现湿润昼侧“眼球”气候，而晨昏线宜居性在 M 型矮星系统中更普遍。
2024-08-12 astro-ph.EP
Studying Protoplanets and Protoplanetary Disks with the Habitable Worlds Observatory
本文提议利用HWO的高对比度成像和积分场光谱技术直接成像并表征原行星盘内的原行星，预计将探测超200颗原行星，以检验行星形成与盘相互作用理论。
2025-06-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Migrating Jupiter up to the habitable zone: Earth-like planet formation and water delivery
一些观测工作已经表明，在类太阳恒星周围存在着覆盖着广泛的半长轴的质量为1000的行星。我们的目标是分析周围的行星形成过程的太阳类恒星，主机在中等距离范围从$\sim$ 1 AU到2 AU的一个小行星质量的行星。我们的研究重点是类地行星的形成和演化以及系统宜居带（HZ）的水输送。我们的目标也是分析所产生的系统的长期动态稳定性。一个半解析模型被用来定义一个原行星盘的属性，产生一个银星质量的行星周围的雪线，这是位于$\sim$ 2.7天文单位的太阳质量的恒星。然后，它被用来描述胚胎和星子在气相中的演化，直到形成的100亿质量的行星，我们使用的结果作为初始条件，进行行星吸积的N体模拟。我们的模拟产生了三种不同类型的行星在HZ：“水世界”，与质量之间的2.75 $M_{\oplus}$和3.57 $M_{\oplus}$和水含量的58%和75%的质量，类地行星，质量范围从0.58 $M_{\oplus}$到3.8 $M_{\oplus}$和水含量小于1.2%的质量，和“干世界”，模拟显示没有水。一个相关的结果表明，在HZ中，一颗质量为1000亿美元的行星和一颗类地行星有效共存，其中水的质量百分比与地球相当。此外，我们的研究表明，这些行星系至少在1 Gyr内是动态稳定的。在太阳型恒星周围1.5 au - 2 au处有一颗质量为1000亿的行星的系统具有天体生物学的意义。这些系统很可能在HZ中拥…
2017-08-01 astro-ph.EP
Rapid Water Loss can Extend the Lifetime of the Planetary Habitability
提出了两种适合居住的行星状态：一种是像地球一样的水行星，另一种是有少量水的陆地行星。与水行星相比，陆地行星在更大的太阳辐射下保持液态水。水的流失可能会把一个水行星变成一个陆地行星，并且这个行星可以比它保持一个水行星更长的时间。我们计算不同的初始水库存和不同的距离，从中央恒星的行星演化与氢逃逸。我们发现有两个条件可以使一个水行星演化为陆地行星：一个是表面水的临界量M_ml，它与一个行星是陆地行星相一致;另一个是大气层中水蒸气的临界量M_cv，它定义了失控的温室状态的开始。我们发现，当M_cv = 3 m，M_ml = 5%时，初始海洋质量小于地球海洋质量10%的类地水行星可以演化为陆地行星。这样的行星可以保持液态水在其表面上的另一个2 Gyrs。初始水含量和M_cv是划分行星演化路径的重要参数，我们的结果表明，大量氢逃逸可能是另一种可居住行星的新开始，而不是其可居住性的终结。
2015-09-12 astro-ph.EP
The habitability and detection of Earth-like planets orbiting cool white dwarfs
由于有几种方式行星可以生存的巨大阶段的主恒星，我们研究的可居住性和检测行星轨道白矮星。当一颗白矮星从6000 K冷却到4000 K时，一颗在0.01 AU轨道上运行的行星将在连续宜居带（CHZ）中停留约8 Gyr。我们表明，光合作用过程可以在这样的行星上持续。CHZ中类地行星的DNA加权紫外辐射剂量小于地球上遇到的最大值，因此非磁性白矮星与复杂生命的持久性是相容的。冷白矮星CHZ中的类地行星所引起的偏振比典型M矮星（类太阳恒星）的宜居带中的大10^2（10^4）倍。因此偏振测量法是探测白矮星附近岩石行星的可行方法。多波段偏振测量还可以揭示行星大气层的存在，提供第一个特征。0.6 M太阳白矮星CHZ中的行星将被罗氏几何扭曲，开普勒-11 d类似物将过度填充其罗氏瓣。以目前的设备，一颗超级地球大小的无大气行星可以用偏振测量法在已知最亮的冷白矮星周围探测到。计划中的未来设施使较小的行星可被探测到，特别是通过提高仪器在蓝色区域的灵敏度。
2012-07-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
TOI-712: a system of adolescent mini-Neptunes extending to the habitable zone
作为一项全天空调查，NASA的$TESS$任务能够探测最明亮和最稀有类型的凌日行星系统，包括年轻的行星，从而能够研究前十亿年内发生的进化过程。在这里，我们报告发现了一个年轻的多行星系统，围绕明亮的K4.5V恒星TOI-712（$V = 10.838$，$M_\star = 0.733_{-0.025}^{+0.026} M_\odot$，$R_\star = 0.674\pm0.016 R_\odot$，$T_{\rm eff} = 4622_{-60}^{+61}$ K）运行。从$TESS$的光变曲线，我们测得的旋转周期为12.48天，并得出一个年龄约$500$百万年和1.1 Gyr之间。测光观测揭示了三个凌日小海王星（$R_b = 2.049^{+0.12}_{-0.080} R_\oplus$、$R_c = 2.701^{+0.092}_{-0.082} R_\oplus$、$R_d = 2.474^{+0.090}_{-0.082} R_\oplus $），轨道周期分别为PDMATHAMV天、$P_c = 51.699$天和PDMATHAMX天。在对三行星系统进行建模之后，又发现了一个地球大小的候选行星，TOI-712.05（$P = 4.32$天，$R_P = 0.81 \pm 0.11 R_\oplus$）。我们计算出，宜居带落在0.339和0.844金（82.7和32…
2021-11-03 astro-ph.EP
Modelling the effect of stellar metallicity on the XUV evolution of low-mass stars and its impact on exoplanet atmospheres/habitability
本研究建模恒星金属丰度对低质量恒星XUV演化及系外行星大气的影响，发现富金属恒星自转减慢更快、宜居带XUV通量更大，导致大气蒸发更快，且高质量恒星中金属丰度影响超过初始自转周期。
2025-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Biofluorescent Worlds I: Global Biological Fluorescence as a Biosignature
在本文中，我们分析了一个新的可能的生物表面特征的可居住的世界轨道上其他恒星：生物荧光。高紫外线（UV）和蓝色辐射通量驱动陆地荧光色素和蛋白质中最强的生物荧光。F型恒星比太阳发出更多的蓝光和紫外线辐射，而围绕这类恒星运行的行星和系外卫星会在宜居带停留2-4 Gyr;这段时间可以让复杂的生物圈发展起来。因此，我们建议生物荧光作为一个新的表面生物签名的F星行星。我们研究了如何从表面荧光的额外发射可能会导致在可见光谱中的特定波长的可观察到的信号。利用常见珊瑚荧光色素和蛋白质的吸收和发射特性，我们模拟了强荧光引起的特定可见波长下发射的增加，考虑了不同（非荧光）表面特征、大气吸收和云层的影响。我们的模型表明，具有荧光生物圈的系外行星可能具有特征性的表面颜色，可以从即将到来的望远镜的观测中推断出表面生命的存在。
2019-08-12 astro-ph.EP
Water Evolution & Inventories of Super-Earths Orbiting Late M Dwarfs
本研究模拟了晚期 M 矮星宜居带内类地行星的水循环与流失，发现初始水量决定其最终演化为类地表面、海洋世界或干涸表面，且 Dune 行星可能比预期更少。
2024-08-27 astro-ph.EP
