科学家揭示：生命或许潜藏在宇宙宜居带之外的“错误”之地

在系外行星搜寻史上，有一条几乎被奉为铁律的标准：只找"宜居带"里的行星。

所谓宜居带，是指恒星周围温度适宜、液态水能在行星表面存续的那条环形区域。在太阳系里，这条带子大致从地球轨道延伸到火星。超过这个范围，太热或太冷，水不是蒸发就是冻结，生命理论上无从立足。

但这条规则正在被重新审视。

希伯来大学天体物理学家阿姆里·万德尔教授今年在《天体物理学杂志》发表了一项研究，通过气候模型计算，系统性地挑战了传统宜居带的边界划定逻辑。他提出，液态水的存在范围远比人们认为的更宽，而科学家过去可能因为过于相信这条"金锁链"，错过了大量真正值得研究的候选行星。

永远背对恒星的那一面，并没有想象中那么冷

传统宜居带模型的一个内在假设是：行星能够均匀接收并分配来自恒星的热量。但现实中，有相当大比例的系外行星处于"潮汐锁定"状态，也就是说，它们永远以同一面朝向恒星，另一面则永久处于黑暗中。

这类行星长期被视为"不宜居"的典型，理由显而易见：向阳面酷热难当，背阳面极寒彻骨，大气层本身就难以稳定存在，液态水更无从谈起。

万德尔的模型给出了不同的答案。来自向阳面的热量可以通过大气环流传导到暗侧，在某些条件下足以让背阳面局部区域保持在水的冰点以上。这意味着，即使是那些轨道比传统宜居带内边界更近的潮汐锁定行星，其背阳面仍然可能维持液态水区域。

图中橙色斜条纹代表传统的宜居带。宜居带与宿主恒星的距离（横轴，单位为天文单位）随光度增加而增大，而光度又随恒星质量和恒星类型（M、K、G 等，纵轴所示）的增大而增大。椭圆代表本研究中提出的宜居带扩展范围。图片来源：Amri Wandel

这一结论与詹姆斯·韦伯太空望远镜近年来的观测结果形成了呼应。JWST已在数颗围绕M型矮星运行的温暖超级地球大气层中，探测到水蒸气和其他挥发性气体的信号，而这些行星按照传统宜居带标准，原本被认为太过靠近恒星、不具备地表液态水存在的条件。

这项研究的第二部分发表于2026年初，进一步计算了M型、K型和G型矮星周围保守宜居带之外的宜居行星出现频率。结果令人震惊：如果将扩展的宜居带纳入统计，符合条件的候选行星数量将大幅增加，整个搜索框架需要随之更新。

冰层之下，另一个液态水世界

万德尔的研究还触及了宜居带外边界之外的情况，这同样颠覆了传统认知。

在远离恒星的极寒行星上，表面被厚厚的冰层覆盖，按照经典模型，这里早已是生命禁区。但模拟显示，在足够厚的冰层之下，来自行星内部的地热能量或放射性衰变产生的热量，完全可能将冰底融化，形成稳定的液态水层，甚至孕育出冰下湖泊。

这个场景在太阳系内部其实早有先例。木卫二欧罗巴和土卫六泰坦的冰壳下，被认为存在液态水海洋，欧罗巴快船任务就是专门为探测这一可能性而设计的。万德尔的工作将这种逻辑系统性地推广到了系外行星搜寻框架中。

对于科学界来说，这项研究最直接的影响是重新定义搜索优先级。长期以来，行星宜居性筛选会直接过滤掉宜居带边界之外的候选天体，将大量潮汐锁定行星和"外围冷行星"排除在精细观测名单之外。如果万德尔的模型成立，这些被丢进废纸篓的候选者，有相当一部分值得被重新捡回来。

JWST目前仍是探测系外行星大气层的主力工具，它的观测窗口极为珍贵。如何在有限的望远镜时间内，为最有希望的候选天体排队，正是这套新框架试图解决的核心问题。

宜居带从来不是一个物理实体，它只是一个依赖假设建立起来的概念工具。当这些假设被更精细的模型取代，这条曾经指引搜寻方向的边界线，也理应随之移动。

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