一项新的研究表明，像科幻小说中的经典“沙丘”这样的沙漠行星可能是银河系中最常见的宜居星球，而不是像地球这样的水世界。

这并不是唯一令人惊讶的结果。

这项研究还暗示了炙热的金星，地表温度平均为860华氏度(460摄氏度)，可能是10亿年前的一个适宜居住的沙漠世界。

按照水吗?

地球上几乎每一个地方都有水，有生命存在。在宇宙其他地方寻找生命的过程被这个事实所引导，在很大程度上集中在“aqua行星”上，表面上有大量液态水。

这些星球可能是陆地上的行星，大部分是海洋，比如地球，或者是理论上的“海洋行星”，被一层几百英里深的水覆盖着，有点像木星冰冷的月亮Ganymede的解冻版本。

为了保持适宜居住，aqua行星必须在一个所谓的“Goldilocks zone”中运行他们的恒星，在那里它们既不太热也不太冷。如果它们离太阳太远，它们就会结冰。如果它们太靠近，蒸汽就会在它们的大气中积聚起来，将热量释放出来，从而蒸发出更多的水，从而导致温室效应的失控，从而将地球上所有的海洋都蒸发掉，就像在金星上发生的那样。

最终，这些行星变得如此热，它们将水汽足够高到大气中，通过紫外线分解成氢和氧。然后氢气逃逸到太空中，氧气可能与熔化的表面发生反应，并被纳入地幔，而地球大气层随着时间的推移会失去所有的水分。

研究人员研究了“陆地行星”可能是什么样子的，没有海洋和巨大的干燥沙漠，但可能是这里和那里的绿洲。

从本质上来说，Arrakis是一个更大、更温暖、人烟稀少的火星，它拥有令人窒息的氧气和极地凉爽、潮湿的地方，有小的水冰和晨露。

这张图显示了太阳系中行星的距离(上排)和Gliese 581系统(下排)，从它们各自的恒星(左)。宜居带被指为蓝色区域。迄今为止已知的最小外行星是Gliese 581 e，它几乎是地球质量的两倍。

建模“土地行星”

科学家们推断，陆地上的水的缺乏实际上可能会帮助它在其恒星周围有一个更大的宜居带。这可能有几个原因。首先，一个陆地星球的水变少了，变成了冰雪，将阳光反射回太空。因此，它可以在原则上吸收更多的热量，以更好地抵御全球冻结，扩大其宜居带的寒冷外部极限。

此外，陆地行星干燥的大气中缺乏水，使得它的热量比水行星少，帮助它避免了失控的温室效应，并扩大了它的内、更热的宜居带边缘。此外，大气中存在的水越少，紫外辐射就越少分解成氢和氧。

东京大学的研究员Yutaka Abe,Zahnle和他们的同事们尝试了一些简单的三维全球气候模型，用于地球大小的行星。在对陆地行星的模拟中，他们将旋转速度、大气压力和二氧化碳水平保持不变，但移除了海洋和植被，留下地表下的地下水。

科学家们发现，一个陆地行星的宜居带比aqua行星大三倍。

“一个淡蓝色的圆点并不是地球上唯一的可居住星球的唯一模型。”“第一颗宜居星球更可能是陆地行星类的一员，而不是aqua级。”

沙漠行星在“适居带”

在分析这些寒冷的外部限制是什么世界,发现,完全冻结的水地球时发生的太阳光量下滑至90%,低于72年的地球接收,取决于其旋转轴向太阳倾斜。

陆地行星在抵御全球严寒方面做得更好，在地球完全结冰之前，阳光需要从58%降至77%。这意味着，陆地行星可能离恒星较远，而且仍然可能适合居住。

当涉及到这些行星的热内极限时，研究人员计算出液态水在一个水行星的两极——它最冷的区域——可以保持稳定，直到它接收到的阳光超过了现代地球的135%。相比之下，液态水可以在陆地行星的两极保持稳定，直到它得到地球上的阳光的170%，这意味着它可以更接近它的恒星，而且还可以居住。

这样的陆地行星可能很像虚构的Arrakis星球，“尽管我不认为沙虫对我来说是可能的，”Zahnle说。“赤道地区的照片太热了，无法生活在那里，而且极地也适宜居住。”实际上，我认为两极将会比“沙丘”更湿润——在两极，可能会有更多的开放水，甚至可能是小溪和湖泊。

宾夕法尼亚州立大学的行星科学家吉姆·卡斯汀没有参与这项研究，他说这是一个聪明的研究。然而，Kasting不确定这些发现是否真的能帮助找到新的宜居行星，不管它们是陆地还是aqua。

为了证明我们的标准是否适宜居住，他们需要展示水的迹象，“我们不清楚在这些‘沙丘’行星上是否有足够的水(通过我们的望远镜)观测到。”“因此，我认为这不会改变我们对生命的远程观察策略。”

Zahnle不同意。“这些行星可能没有我们能看到的水的迹象，但它们会有氧气，”他说。“此外，我们发现水无处不在，它不能被认为是地球适居性的标志。”

在摩洛哥沙漠的某些地区，你会觉得自己仿佛站在火星表面。科学家们正在利用该地区测试ExoMars的任务仪器。

找到第一颗宜居星球

如果有什么区别的话，那就是因为陆地行星很明显比水行星更接近它们的宿主恒星，而且还可以居住，所以Zahnle希望在适宜居住的星球上发现可居住的陆地行星。行星与恒星的距离越近，它的轨道越快，它的恒星光线也就越频繁，这使得我们的望远镜更容易发现。

Kasting也不相信少量的水在行星表面是稳定的。他怀疑陆地上的小水会被岩石吸收，或者被拉到地幔中，或者两者兼而有之。

Zahnle对此表示同意，并补充说:“但我们并不是在寻找永久居住的行星，只是那些可能适合居住的行星。”没有一个星球是永久居住的，甚至不是地球。

研究人员补充道，地球本身可能有一天会变成沙漠世界。随着我们的太阳年龄的增长，它的亮度会以每年9%的速度增加，最终会耗尽我们星球的液态水，将其分解成氢和氧。

然而，他们计算出，在太阳开始死亡之前的数十亿年里，地球仍可能保持适宜居住。它可能会避免失控的温室效应，使金星在太阳死亡之前失去大约三分之一的海洋。

一个有趣的问题是，陆地行星的可居住性是:金星是太阳系中最热的行星，它是否曾经孕育了生命。假设金星曾经有液态水的海洋，研究人员的计算表明“金星可能经历了一段时间，它是一个干燥但适宜居住的行星，”

事实上，直到大约10亿年前，金星才能作为一个适宜居住的陆地行星而存在。Zahnle说，当时的金星在热带地区非常热，在两极地区更凉爽、更湿润。像地球一样，不是很多二氧化碳。

未来的研究可以精确地调查出金星曾经是如何居住的。