戈德施密特地球化学会议上提出的新研究表明，发现含有生命必需的液态水的类地系外行星的可能性比之前估计的要高得多。一项新的分析表明，拥有液态水的类地系外行星可能比我们想象的要多得多，这大大增加了发现生命的机会。 这项工作发现，即使行星表面的条件不适合液态水存在，许多恒星在行星表面下也会拥有适合液态水存在的地质条件。

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首席研究员 Lujendra Ojha 博士（美国新泽西州罗格斯大学）在里昂举行的 Goldschmidt 地球化学会议上介绍了这项工作，他说：“我们知道液态水的存在对于生命至关重要。 我们的工作表明，这种水可以在我们没有考虑过的地方找到。 这大大增加了找到理论上生命可以发展的环境的机会。”

土星卫星土卫二内部的插图显示了其岩石核心和冰冷地壳之间的全球液态水海洋。 此处显示的层厚度未按比例绘制。 图片来源：NASA/JPL-Caltech

研究人员发现，即使行星表面被冻结，也有两种主要方式可以产生足够的热量，使地下的水液化。

Lujendra Ojha 说：“作为地球人，我们目前很幸运，因为我们大气中的温室气体数量恰到好处，足以使液态水在地表保持稳定。 然而，如果地球失去温室气体，全球平均表面温度将约为-18摄氏度，大多数地表液态水将完全冻结。 几十亿年前，这实际上发生在我们的星球上，地表液态水完全冻结。 然而，这并不意味着水到处都是完全固态的。 例如，地球深处放射性产生的热量可以使水加热到足以使其保持液态。 即使在今天，我们仍然在南极洲和加拿大北极地区看到这种情况发生，尽管那里的气温很低，但仍然存在大量液态水地下湖，由放射性产生的热量维持。 甚至有一些证据表明，这种情况目前可能正在火星南极发生。”

Ojha博士继续说道：“在太阳系中发现的一些卫星（例如木卫二或土卫二）拥有大量的地下液态水，即使它们的表面完全冻结。 这是因为它们的内部不断受到它们绕轨道运行的大型行星（例如土星和木星）的引力效应的影响。 这类似于月球对潮汐的影响，但更强。 这使得木星和土星的卫星成为在太阳系中寻找生命的主要候选者，并且已经计划了许多未来的任务来探索这些天体。”

艺术家对带有地下海洋的冰冻世界的印象。 图片来源：Lujendra Ojha

该分析着眼于在最常见的恒星类型（称为 M 矮星的太阳）周围发现的行星。 这些都是小恒星，比我们的太阳冷得多。 我们银河系中 70% 的恒星是 M 矮星，迄今为止发现的大多数岩石和类地系外行星都围绕 M 矮星运行。

“我们通过仅考虑行星产生的热量来模拟在绕 M 矮星运行的系外行星上产生和维持液态水的可行性。 我们发现，当人们考虑放射性产生液态水的可能性时，这些系外行星中很大一部分可能拥有足够的热量来维持液态水——比我们想象的要多得多。

在我们开始考虑这种地下水之前，据估计每 100 颗恒星中大约就有 1 颗岩石行星拥有液态水。 新模型表明，如果条件合适，这可能接近每颗恒星一颗行星。 因此，我们找到液态水的可能性比我们想象的要高一百倍。 银河系中有大约1000亿颗恒星。 这代表着宇宙其他地方生命起源的可能性非常大。”

最早前往“冰世界”类型卫星的任务将是 NASA 的Europa Clipper，预计于 2024 年发射，并于 2030 年抵达木星的卫星木卫二。

阿贝尔·门德斯教授（波多黎各大学阿雷西博分校行星宜居性实验室主任）评论道：“冰盖下隐藏海洋的前景扩大了我们银河系形成更宜居世界的潜力。 主要的挑战是设计出通过未来的望远镜探测这些栖息地的方法。”门德斯教授没有参与这项工作，这是一个独立的评论。

本次演讲所依据的工作最近发表在同行评审期刊《自然通讯》上。