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
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
On the enlargement of habitable zones around binary stars in hostile environments
我们调查的假设，即在致密的恒星形成区域的硬化双星周围的宜居带的大小增加。我们的研究结果表明，这一假设基本上是不正确的。虽然某些双星配置允许扩展的宜居带，这样的设置通常要求系统中的所有轨道都接近圆形。在所有其他情况下，行星只有在表现出非常高的气候惯性时才能保持宜居。
2019-06-01 astro-ph.EP
Stellar activity mimics a habitable-zone planet around Kapteyn's star
卡普坦的恒星是一颗古老的M型亚矮星，被认为是银河系恒星晕群的一员。最近的一项研究声称，根据径向速度（RV）观测，该恒星周围存在两颗超级地球行星。这些候选行星中最里面的一颗--卡普坦b（P = 48天）--位于星周宜居带内。鉴于最近的进展，了解恒星活动在探测行星信号的影响，我们分析了所观察到的HARPS数据的恒星活动的签名。我们发现，虽然Kapteyn的恒星是光度非常稳定，一套光谱活动指数揭示了一个大幅度的旋转信号，我们确定的恒星旋转周期为143天。光谱活动示踪剂与所谓的“行星b”的RV信号有很强的相关性，48天的周期是恒星自转周期的整数分之一（1/3）。我们的结论是卡普坦b不是一颗位于宜居带的行星，而是恒星活动的产物。
2015-06-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Habitable Zones of Rapidly Rotating Main Sequence A/F Stars
我们研究如何快速恒星旋转常见的A/F恒星可以影响行星的可居住性。具体来说，我们的模型如何快速旋转影响行星的辐射，并确定恒星的质量范围$1.3M_\odot\leq M_\star\leq 2.2M_\odot$的宜居带的位置。快速的恒星自转可以极大地改变恒星的光度和光谱能量分布，因此可以影响周围行星的可居住性。质量为$M_\star\gtrsim1.3M_\odot$的恒星通常在接近其分裂速度时旋转，这会导致两种与行星适居性相关的效应。首先，这些恒星扁平成扁球体，极半径较短，赤道半径较长。第二，快速旋转在这些恒星表面上引起了极赤道温度梯度。使用一个一维气候模型，我们计算的内部和外部边缘的宜居带的著名的快速旋转和平均理论恒星在我们的恒星质量范围。我们发现，在一般情况下，快速旋转的原因宜居带居住在更接近比一个非旋转的等效恒星。我们还发现，引力变暗大大减少了恒星的紫外线辐射，这与大质量恒星发出太多紫外线的普遍假设相矛盾。总的来说，我们确定，快速恒星旋转系统的整体可居住性有重要的后果，必须考虑到建模时的系外行星环境和高质量恒星周围的行星观测。
2022-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
The Impact of Stellar Abundance Variations on Stellar Habitable Zone Evolution
径向速度行星搜索所需的高质量光谱非常适合提供大量恒星样本中各种元素的丰度。最常见的元素相对于铁的abducts比率被观察到在行星宿主候选者中变化超过两个因素。这种变化水平对宿主恒星的演化及其宜居带的范围有着重大影响。我们目前的恒星模型的1太阳质量的恒星与自定义的组合物代表了这些非太阳丰度比的全方位。我们发现，来自[O/Fe]的观察范围内的变化的影响是特别引人注目的。在[O/Fe]的观测范围内，某些轨道类别的可居住寿命可能会变化千兆年。
2012-07-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Astrophysical Parameters and Habitable Zone of the Exoplanet Hosting Star GJ 581
GJ 581是一个多行星系统的M矮星宿主。我们使用CHARA阵列的长基线干涉测量，加上三角视差信息，直接确定其物理半径为$0.299 \pm 0.010 R_{\odot}$。利用文献测光数据进行光谱能量分布拟合，确定了GJ 581的有效地面温度$T_{\rm EFF}=3498 \pm 56$ K和光度$L=0.01205 \pm 0.00024 L_{\odot}$。根据这些测量结果，我们重新计算了该系统的宜居带的位置和范围，并得出结论，围绕GJ 581运行的两颗行星，行星d和g，将其全部或部分轨道花费在宜居带内或边缘。
2011-02-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Fast litho-panspermia in the habitable zone of the TRAPPIST-1 system
在宜居带中有几颗短周期的地球质量的行星，TRAPPIST-1系统可能允许岩石胚种说在很短的时间尺度上发生。我们调查的效率和速度行星际物质转移所造成的影响到宜居带行星。通过模拟撞击喷出物从喷出到（再）吸积的轨迹，我们发现，在行星逃逸速度附近和略高于行星宜居带的喷出速度下，行星之间的运输是最快的。在这些喷射速度下，喷射物质的${\sim}10\%$到达$10^2\mathrm{~yr}$内的另一个宜居带行星，表明TRAPPIST-1中的石胚说比太阳系中快4到5个数量级。
2017-04-05 astro-ph.EP
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
A Catalog of Stellar Evolution Profiles and the Effects of Variable Composition on Habitable Systems
我们提出了0.5 - 1.2 \Msol的恒星演化模型，标度金属丰度为0.1 - 1.5 Z \sol，O/Fe值为0.44 - 2.28 O/Fe \sol。基于恒星质量、有效温度和光度参数化，计算了每个恒星演化轨迹的适宜居带边界随时间的演化。恒星表面量的变化率和周围的宜居带位置是所有三个探索量的强函数。提供了持续可居住或至少2 Gyr可居住的轨道范围。研究结果表明，必须对系外行星的宿主恒星进行详细的化学表征，并考虑其演化历史，以评估在瞬时宜居带中发现的行星是否有足够的时间发展出能够产生可检测生物特征的生物圈。这个模型网格是为天体生物学和系外行星群体设计的，用于有效地描述宿主恒星及其宜居带的时间演化特征，以寻找感兴趣的行星候选者。
2016-12-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
The snow line in viscous disks around low-mass stars: implications for water delivery to terrestrial planets in the habitable zone
水冰或雪线是原行星盘的关键属性之一，它决定了宜居带内类地行星的含水量。它的位置取决于恒星的性质，通过盘的质量吸积率，以及悬浮在盘中的尘埃的大小分布。我们计算雪线的位置从最近的观测质量吸积率和恒星质量的函数。通过将观测到的质量吸积率的色散作为初始盘质量色散的度量，我们发现给定质量的恒星将表现出一系列雪线位置。在一个给定的年龄和恒星质量，所观察到的质量吸积率的分散度为0.4德克斯自然导致雪线位置的分散度为0.2德克斯。对于ISM般的尘埃大小，一西格玛雪线之间的太阳质量恒星的年龄范围从2到5 au的位置。对于更真实的尘埃不透明度，包括更大的颗粒，雪线位于距离恒星近两倍的地方。我们使用这些位置和N体模拟的结果来预测在宜居带中原位形成的类地行星的水量。我们发现，在雪线位置的分散导致大范围的含水量。对于类似ISM的尘埃大小，类太阳恒星周围的可居住区类地行星中有很大一部分保持干燥，并且没有水被输送到低质量M恒星（小于太阳质量的一半）的宜居带。更接近雪线在磁盘与较大的颗粒使水输送到宜居带的一个显着的比例M星和所有FGK星。考虑到它们的数量和行星的出现率较高，M星可能拥有银河系中大多数富含水的类地行星，如果这些行星能够在随后的演化中保持它们的水。
2015-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
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
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
No Evidence for More Earth-sized Planets in the Habitable Zone of Kepler's M versus FGK Stars
本研究利用更新参数和候选体可靠性模型重新评估开普勒M矮星宜居带地球大小行星发生率，发现无证据表明其高于FGK星，且样本稀疏限制趋势分析。
2023-10-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ultraviolet Photometry and Habitable Zones of Over 2700 Planet-Hosting Stars
本研究利用GALEX和Swift UVOT数据对2700多颗行星宿主星开展紫外测光分析，构建测光星表，计算两类宜居带发现不足百颗行星同时位于其中，且证实FUV−NUV色指数更能表征恒星活动，凸显太阳的独特性。
2024-10-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Exomoons in the habitable zones of M dwarfs
M矮星是银河系中大部分系外行星的宿主。其中一些行星，从次地球到超级行星，在其恒星的宜居带（HZ）轨道上运行，尽管许多行星可能具有排除宜居性的表面环境。此外，这些行星周围的系外卫星可能在很长一段时间内存在生命，因此也可能成为生物特征调查的目标。在这里，我们调查的潜在的可居住性，稳定性和探测外行星周围的外卫星绕M矮星。我们首先编制了一份已知M矮星系外行星宿主的更新列表，包括109颗恒星和205颗行星。对于每一个M矮星，我们计算和更新精确的光度与虚拟天文台光谱能量分布分析仪和盖亚DR2天文台，以确定其HZ的内部和外部边界。对于每颗行星，我们检索（或在必要时均匀估计）它们的质量和半径，计算假想卫星的长期动力学稳定性，并确定那些可以支持可居住卫星的行星。我们发现，33个系外行星候选者位于其宿主恒星的HZ，其中四个可能拥有月球到泰坦质量的系外卫星，其时间尺度超过哈勃时间。
2019-12-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
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
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
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
Detecting bio-markers in habitable-zone earths transiting white dwarfs
对经过主序星的宜居带地球质量系外行星的大气层进行定性，更不用说探测其大气层中的生物标志物，即使在未来的设施中也将是一项挑战。已经注意到，白矮星（WD）有长寿的宜居带，并且大部分WD可能拥有行星。我们指出，在过境的地球质量的行星在WD，行星的大气传输光谱获得了更高的对比度在恒星背景相比，主序星主机，因为小表面积的WD。现今地球大气中最突出的生物标志物是分子氧，它在WD过境时通过其在~0.76微米处的A波段吸收很容易检测到。一个可能维持生命的类地行星可以通过收集一个合适的大约500个WD的样本，然后用小型望远镜对它们进行观测来发现。如果发现这样的凌日现象，用詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）在160次2分钟凌日的总曝光时间约5小时内，就可以探测到行星大气透射光谱中的O_2吸收。使用其他示踪剂，如水蒸气和CO_2，来描述行星大气的特征将容易得多。我们通过模拟JWST可能获得的传输频谱来展示未来的发现空间。
2013-08-24 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
Imaging low-mass planets within the habitable zone of α Centauri
巨大的系外行星在广阔的轨道上已经被直接成像在年轻恒星周围。如果中红外线的热背景可以减轻，那么质量较低的系外行星也可以成像。在这里，我们提出了一种基于地面的中红外观测方法，可以对附近恒星周围的低质量温带系外行星进行成像，特别是在最近的恒星系统Alpha Centauri内。基于100小时累积观测中75-80%的最佳质量图像，我们证明了在半人马座阿尔法A的大部分宜居带中对温暖的亚海王星大小的行星的敏感性。这比最先进的系外行星成像质量检测极限更敏感一个数量级。我们还讨论了在半人马座阿尔法A周围可能探测到的系外行星或系外黄道盘。然而，不能排除来源不明的仪器伪影。这些结果证明了用当前和即将到来的望远镜成像岩石可居住区系外行星的可行性。
2021-04-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
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
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
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
Panchromatic Spectra of Nearby Low-mass and Sun-like Stars with Directly Imageable Habitable Zones
University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；California State Polytechnic University, Pomona（加州州立理工大学波莫纳分校）；Department of Earth and Planetary Sciences, University of California, Riverside（加州大学河滨分校地球与行星科学系）；Blue Marble Space Institute of Science（蓝大理石空间科学研究所）；SETI Institute（搜寻地外文明研究所）；George Mason University（乔治梅森大学）
该研究为12颗拥有可直接成像宜居带的附近低质量及类太阳恒星构建全光谱能量分布，发现其高能辐射多高于现代太阳，指出高能辐射是宜居行星宿主的重要判别因素，需扩展相关观测以支撑天文台目标优先级排序。
2026-08-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Life after death: Europa in the evolving Habitable Zone of a Red Sun
本研究模拟了红巨星支宜居带中木卫二的表面与大气演化，发现其水汽大气可稳定存在至少0.2Gyr，并提出观测类木卫二系外卫星的方法，为恒星死亡后生命存续提供新可能。
2025-05-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Asynchronous rotation of Earth-mass planets in the habitable zone of lower-mass stars
位于低质量恒星宜居带的行星通常被认为处于潮汐同步自转的状态，这将大大影响它们的宜居性。虽然热潮汐导致金星逆行旋转，但简单的尺度论证倾向于将这种特殊性归因于巨大的金星大气层。使用全球气候模型，我们表明，即使是一个相对较薄的大气层可以驱动类地行星的旋转远离同步。我们推导出一个更现实的大气潮汐模型，预测四个异步平衡自旋状态，两个是稳定的，当热潮汐的幅度超过一个阈值，满足了可居住的类地行星与1巴的大气周围的恒星质量超过0.5-0.7Msun。因此，许多最近发现的类地行星可以表现出异步的自旋轨道旋转，即使有一个薄的大气层。
2015-02-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
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
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
HZ_evolution: A Package to Calculate Habitable Histories
本文提出 Python 软件包 HZ_evolution，通过输入行星有效通量和宿主恒星性质，计算系外行星的辐照历史、宜居带演化及宜居持续时间。
2024-09-27 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
HWO Target Stars and Systems: A Prioritized Community List of Potential Stellar Targets for the Habitable Worlds Observatory's ExoEarth Survey
本文介绍HWO TSS25目标恒星列表，按优先级分类潜在恒星目标，整合产率计算，识别高概率观测样本，以指导社区前期工作并最大化科学产出。
2025-10-09 astro-ph.EP astro-ph.IM 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
Transit surveys for Earths in the habitable zones of white dwarfs
到目前为止，寻找可居住的类地行星主要集中在核燃烧恒星上。我建议，这项研究应该扩大到冷却已经消耗了核燃料的白矮星。我定义了白矮星的连续宜居带，并表明对于质量为0.4到0.9太阳质量、温度低于10，000 K、可居住时间至少为3 Gyr的白矮星，它的范围为~0.005到0.02 AU。由于它们的大小与地球相似，白矮星可能会被边缘运行的类地行星深深地遮住，这可以很容易地用地面望远镜探测到。如果行星可以向内迁移或改造附近的白矮星，我表明，全球机器人望远镜网络可以进行过境调查附近的白矮星放置有趣的限制存在的可居住的地球。如果行星被检测到，我表明，调查将有利于检测类似于地球的行星：类似的大小，温度，旋转周期，以及类似于太阳的主恒星温度。大型综合巡天望远镜可以对白矮星周围可居住地球的频率施加更严格的限制。对这些行星的确认和定性可以用大型地面和太空望远镜进行。
2011-03-29 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A 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
Around which stars can TESS detect Earth-like planets? The Revised TESS Habitable Zone Catalog
在宇宙中寻找生命的过程中，美国宇航局的凌日系外行星调查卫星（TESS）任务已经监测了大约74%的天空，寻找凌日系外行星，包括潜在的宜居世界。然而，TESS只观察了一小部分恒星，足以找到像地球这样的行星。我们使用主要任务数据-前两年的观测-并确定了TESS观测时间足够长的210 pc内的4，239颗恒星，可以看到一颗接受类似辐射的系外行星的3次凌日：其中738颗恒星位于30 pc内。我们从TESS输入目录中提供可靠的恒星参数，该目录包含Gaia DR 2，并计算了类似地球的行星的过境深度和径向速度半振幅。在修订的TESS HZ星表中的4，239颗恒星中，有9颗是已知的系外行星宿主：GJ 1061、GJ 1132、GJ 3512、GJ 685、开普勒-42、LHS 1815、L98-59、RR Cae、TOI 700。另有37颗恒星拥有尚未确认的TESS感兴趣天体：其中三颗位于宜居带- TOI 203，TOI 715和TOI 2298。对于4,239颗恒星中的614颗恒星，TESS已经观察了足够长的时间，能够在整个温带，宜居带中观察行星，相当于火星的轨道。因此，经修订的TESS宜居带目录为观测者提供了一个工具，可用于确定后续观测恒星的优先次序，以发现宇宙中的生命。这些恒星是使用TESS任务数据发现可居住行星的最佳途径。
2021-01-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
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
