Πλανητική κατοικησιμότητα

 

 

.

Πλανητική κατοικησιμότητα ή κατοικησιμότητα πλανητών, ονομάζεται ο βαθμός υποστήριξης ενός πλανήτη ή φυσικού δορυφόρου για την ανάπτυξη και διατήρηση της ζωής. Η ζωή μπορεί να αναπτυχθεί απευθείας στον πλανήτη ή στον δορυφόρο του, ή να μεταδοθεί εκεί από ένα άλλο ουράνιο σώμα, σύμφωνα με τη θεωρία της πανσπερμίας. Καθώς δεν είναι γνωστή μέχρι στιγμής η ύπαρξη ζωής εκτός του πλανήτη Γη, η πλανητική κατοικησιμότητα είναι κυρίως μια παρέκταση των συνθηκών της ζωής στη Γη και των χαρακτηριστικών του Ηλίου και του Ηλιακού συστήματος με τον τρόπο που ευνοούν την ανάπτυξη ζωής, και συγκεκριμένα των χαρακτηριστικών που ευνοούν την διατήρηση σύνθετης, πολυκύτταρης ζωής και όχι απλά την ανάπτυξη μονοκύτταρων οργανισμών. Η έρευνα και θεωρία σχετικά με το θέμα αυτό, αποτελεί συστατικό στοιχείο της πλανητικής επιστήμης και του αναδυόμενου κλάδου της αστροβιολογίας.

Η ύπαρξη μια πηγής ενέργειας για την διατήρηση και τροφοδότηση της ζωής αποτελεί μια απόλυτη προϋπόθεση, και η έννοια της κατοικησιμότητας συνεπάγει και την ύπαρξη των κατάλληλων γεωφυσικών, γεωχημικών, και αστροφυσικών συνθηκών έτσι ώστε ένα πλανητικό σώμα να μπορεί να υποστηρίξει τη ζωή. Σύμφωνα με τα κριτήρια που έχει ορίσει η ΝΑΣΑ, τα κύρια χαρακτηριστικά κατοικησιμότητας είναι, η παρουσία εκτεταμένων περιοχών με νερό σε υγρή μορφή, η ύπαρξη κατάλληλων συνθηκών για τον σχηματισμό σύνθετων οργανικών μορίων, και η διαθεσιμότητα πηγών ενέργειας οι οποίες θα συντηρούν τον μεταβολισμό των οργανισμών.[1]

Για την εξακρίβωση της υποστήριξης ζωής σε ένα πλανητικό σώμα, οι μελέτες επικεντρώνονται στην συνολική σύνθεση του, τις ιδιότητες της τροχιάς του, την ατμόσφαιρα του, και πιθανές χημικές αλληλεπιδράσεις. Τα σημαντικά αστρικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν την μάζα και την φωτεινότητα, σταθερή μεταβλητότητα, και υψηλή μεταλλικότητα. Οι βραχώδεις πλανήτες με στερεό έδαφος και οι φυσικοί δορυφόροι με πιθανή υποστήριξη για χημεία εφάμιλλης της γήινης, είναι το επίκεντρο της αστροβιολογικής έρευνας, αν και υπάρχουν και εναλλακτικές θεωρίες κατοικησιμότητας οι οποίες ασχολούνται με υποθέσεις που βασίζονται σε εναλλακτικές βιοχημείες και άλλους τύπους αστρονομικών σωμάτων.

Απαρχές

Η ιδέα πως υπάρχει ζωή και σε πλανήτες εκτός της Γης, εμφανίζεται ήδη από τα αρχαία χρόνια, π.χ. το μυθιστόρημα Ἀληθῆ διηγήματα του Λουκιανού κατά τον 2ο αιώνα είναι ένα από τα πρώτα που διασώζονται και στηρίζονται σε μια τέτοια αφήγηση,[2] και ιστορικά αποτελούσε μέρος τόσο της φιλοσοφίας όσο και των φυσικών επιστημών.[σημείωση 1] Στα τέλη του 20ού αιώνα υπήρξαν δυο σημαντικές εξελίξεις στο πεδίο αυτό. Αρχικά, η παρατήρηση και εξερεύνηση άλλων πλανητών και φυσικών δορυφόρων του Ηλιακού συστήματος με ρομποτικές συσκευές, ανακάλυψε σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τα κριτήρια κατοικησιμότητας και επέτρεψε να γίνουν ουσιαστικές γεωφυσικές συγκρίσεις μεταξύ της Γης και των άλλων ουράνιων σωμάτων. Επιπλέον, η ανακάλυψη εξωηλιακών πλανητών από τις αρχές του 1990 και έπειτα,[3][4] έφερε ακόμα περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις μελέτες περί ύπαρξης εξωγήινης ζωής. Αυτά τα ευρήματα επιβεβαίωσαν πως ο Ήλιος δεν είναι το μόνο άστρο το οποίο διαθέτει πλανήτες, και επέκτεινε τον ορίζοντα της εξερεύνησης για κατοικήσιμους πλανήτες πέρα από το ηλιακό σύστημα όπου βρίσκεται η Γη.

Η χημεία της ζωής πιθανώς να ξεκίνησε σύντομα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, 13.8 δισεκατομμύρια έτη πριν, κατά τη διάρκεια μιας εποχής που ευνοούσε την κατοικησιμότητα και το Σύμπαν είχε ηλικία μονάχα 10-17 εκατομμύρια χρόνια.[5][6][7] Σύμφωνα με την υπόθεση της πανσπερμίας, η μικροσκοπική ζωή -η οποία διανέμεται μέσω μετεωριτών, αστεροειδών, και άλλων μικρών σωμάτων του ηλιακού συστήματος- ενδέχεται να υπάρχει σε όλο το εύρος του σύμπαντος.[8] Ωστόσο, η Γη είναι το μόνο μέρος στο σύμπαν το οποίο γνωρίζουμε με βεβαιότητα πως φιλοξενεί ζωή,[9][10] όπως την κατανοούμε.

Οι εκτιμήσεις των κατοικήσιμων ζωνών γύρω απο άλλα άστρα,[11][12] μαζί με την ανακάλυψη εκατοντάδων εξωηλιακών πλανητών καθώς και τις νέες ανακαλύψεις σχετικά με τις μορφές ζωής σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες στην ίδια τη Γη, στηρίζουν την υπόθεση πως μπορεί να υπάρχουν πολλά περισσότερα κατοικήσιμα μέρη στο σύμπαν απο ότι θεωρούνταν πιθανό παλαιότερα.[13] Στις 4 Νοεμβρίου του 2013, οι αστρονόμοι που επεξεργάζονταν τα αποτελέσματα τής αποστολής διαστημικής αποστολής Κέπλερ (Kepler space mission), ανέφεραν πως ενδέχεται να υπάρχουν έως και 40 δισεκατομμύρια πλανήτες παρομοίου μεγέθους με τη Γη των οποίων η τροχιά βρίσκεται εντός της κατοικήσιμης ζώνης των άστρων τους καθώς και κόκκινων νάνων μονάχα μέσα στον δικό μας Γαλαξία.[14][15] Έντεκα δισεκατομμύρια από αυτούς, πιθανώς να περιστρέφονται γύρω από άστρα παρόμοια με τον Ήλιο, και ο πλησιέστερος από αυτούς τους πλανήτες απέχει 12 έτη φωτός από τη Γη.[16][14][15]
Κατάλληλα αστρικά συστήματα

Η κατανόηση της πλανητικής κατοικησιμότητας ξεκινά με τα άστρα. Ενώ μπορεί να υπάρχει μεγάλο πλήθος πλανητών οι οποίοι έχουν παρόμοιο μέγεθος με τη Γη, είναι επίσης πολύ σημαντικό το ηλιακό σύστημα μέσα στο οποίο βρίσκονται να ευνοεί την ύπαρξη ζωής. Υπό την αιγίδα του προγράμματος Φοίνιξ του ΣΕΤΙ (SETI), αναπτύχθηκε ο κατάλογος Χάμπκατ (HabCat, Κατάλογος Κατοικήσιμων Αστρικών Συστημάτων) το 2002. Ο κατάλογος δημιουργήθηκε ξεχωρίζοντας 17 χιλιάδες άστρα από το σύνολο των σχεδόν 120 χιλιάδων του καταλόγου Ίππαρχος (Hipparcos Catalogue), με την ομάδα αυτή να θεωρείται ένα καλό σημείο εκκίνησης για την κατανόηση των αναγκαίων αστροφυσικών παραγόντων ως προς τους κατοικήσιμους πλανήτες.[17]
Φασματικοί τύποι
Διάγραμμα Χέρτζσπρουνγκ-Ράσελ των φασματικών τύπων αστέρων.

Ο φασματικός τύπος ενός άστρου υποδηλώνει την φωτοσφαιρική θερμοκρασία του, η οποία -για τα άστρα κύριας ακολουθίας- συσχετίζεται με τη συνολική μάζα τους. Ο κατάλληλος φασματικός τύπος για ένα άστρο που ευνοεί την κατοικησιμότητα, θεωρείται πως κυμαίνεται -σε σχέση με την κλίμακα μέτρησης φάσματος- μεταξύ των αρχών του F και έως τα μέσα του Κ. Αυτό αντιστοιχεί σε θερμοκρασίες που είναι λίγο παραπάνω από 7.000 βαθμούς Κέλβιν (6726,85 Κελσίου) και λίγο παρακάτω από 4.000 βαθμούς Κέλβιν (3726,85 Κελσίου). Ο Ήλιος, ένα άστρο τύπου G2, είναι μέσα σε αυτά τα όρια. Τα άστρα της μεσαίας αυτής τάξης, έχουν μια ποικιλία από χαρακτηριστικά τα οποία θεωρούνται σημαντικά ως προς την πλανητική κατοικησιμότητα:

έχουν διάρκεια ζωής για τουλάχιστον μερικά δισεκατομμύρια χρόνια, παρουσιάζοντας έτσι ένα χρονικό περιθώριο για την ανάπτυξη ζωής. Τα πιο λαμπρά άστρα κύριας ακολουθίας των τύπων O, B, και A συνήθως διαρκούν λιγότερο από ένα δισεκατομμύριο έτη, και σε σπάνιες περιπτώσεις μόλις κάτι λιγότερο από 10 εκατομμύρια.[18][σημείωση 2]
Εκπέμπουν αρκετή υπεριώδη ακτινοβολία σε υψηλή συχνότητα για την δυνατότητα δημιουργίας των κατάλληλων ατμοσφαιρικών συνθηκών στους πλανήτες, όπως το όζον, αλλά όχι τόση ώστε ο ιονισμός να καταστρέψει την ζωή που μόλις ξεκινάει.[19]
Το νερό που υπάρχει σε υγρή μορφή στην επιφάνεια των πλανητών σε τροχιά γύρω από το άστρο, και σε απόσταση όπου δεν εμφανίζεται παλιρροιακό κλείδωμα -η περιστροφή του πλανήτη γύρω από τον άξονα του διαρκεί όσο και η περιστροφή του γύρω από το άστρο-. Τα άστρα τύπου Κ ενδεχομένως να μπορούν να υποστηρίξουν ζωή για μακρές περιόδους, πολύ πιο μακρόχρονες απο ότι ο Ήλιος (τύπος G).[20]

Οπτική σύγκριση κατά προσέγγιση των διαφόρων τύπων φάσματος των άστρων.

Το παραπάνω εύρος φάσματος μεταξύ των μέσων του Κ έως το F, ενδεχομένως αντιστοιχεί στο 5% με 10% των αστέρων του Γαλαξία. Το κατά πόσο τα λιγότερα λαμπερά άστρα του δεύτερου μισού του Κ και του Μ -κόκκινων νάνων- είναι επίσης ικανά να υποστηρίξουν ζωή στους πλανήτες τους, είναι πιθανώς το πιο σημαντικό ανοικτό ερώτημα σήμερα στην έρευνα της πλανητικής κατοικησιμότητας, μια και τα άστρα αυτά αποτελούν την πλειοψηφία. Ο πλανήτης Gliese 581 c, μια ύπερ-Γη, έχει βρεθεί πως η τροχιά του βρίσκεται εντός της κατοικήσιμης ζώνης ενός κόκκινου νάνου, και πως μπορεί να έχει νερό σε υγρή μορφή. Ωστόσο είναι επίσης πιθανό πως υπάρχει ένα φαινόμενο του θερμοκηπίου το οποίο κάνει την θερμοκρασία του πλανήτη πολύ θερμή για την υποστήριξη ζωής, ενώ ο γειτονικός πλανήτης, ο Gliese 581 d, μπορεί να είναι καταλληλότερος υποψήφιος για τους σκοπούς της κατοικησιμότητας.[21] Τον Σεπτέμβριο του 2010, ανακοινώθηκε η ανακάλυψη ενός άλλου πλανήτη, του Gliese 581 g,[22] ο οποίος βρίσκεται σε τροχιά ανάμεσα σε αυτούς τους δυο πλανήτες. Περαιτέρω έρευνες όμως, εξέφρασαν αμφιβολίες για την ύπαρξη του πλανήτη αυτού και τον χαρακτήρισαν ως μη επιβεβαιωμένο. Τον Σεπτέμβριο του 2012, ανακοινώθηκε η ανακάλυψη δυο πλανητών σε τροχιά γύρω από τον Gliese 163.[23][24][25] Ένας από τους πλανήτες αυτούς, ο Gliese 163 c, διαθέτει περίπου 6,9 φορές την μάζα της Γης και είναι λίγο θερμότερος, και θεωρείται πως είναι μέσα στα όρια της κατοικήσιμης ζώνης.[24][25]

Μια άλλη έρευνα προτείνει πως τα λιγότερο θερμά άστρα τα οποία εκπέμπουν μεγαλύτερη ποσότητα υπεριώδους και σχεδόν υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι πιθανό να φιλοξενούν θερμότερους πλανήτες με λιγότερους παγετώνες ή ολική κάλυψη από πάγο. Η υπεριώδης ακτινοβολία απορροφάται από τον πάγο των πλανητών αυτών καθώς και από τα αέρια του φαινομένου του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, και έτσι παραμένουν θερμοί.[26][27]
Μια σταθερή κατοικήσιμη ζώνη

Κύριο λήμμα: Κατοικήσιμη ζώνη

Κατοικήσιμη ζώνη διαφορετικού τύπου αστέρων.

Η κατοικήσιμη ζώνη είναι μια σφαιροειδής περιοχή του διαστήματος γύρω από ένα άστρο, όπου οι πλανήτες εντός της μπορούν να διατηρούν νερό σε υγρή μορφή στην επιφάνεια τους. Πέρα από την παρουσία μιας πηγής ενέργειας, το νερό σε υγρή μορφή θεωρείται το πιο σημαντικό συστατικό για ύπαρξη ζωής, έχοντας υπ'όψιν πόσο σημαντικό είναι για όλες τις μορφές ζωής στη Γη. Παρόλα αυτά, αν ποτέ ανακαλυφθεί ζωή που δεν εξαρτάται από την ύπαρξη νερού, τότε ο ορισμός της κατοικήσιμης ζώνης θα επεκταθεί σε πολύ μεγάλο βαθμό.

Μια σταθερή ζώνη προϋποθέτει δύο παράγοντες. Πρώτα, το εύρος της ζώνης δε θα πρέπει να έχει μεγάλες αυξομειώσεις κατά διαστήματα. Όλα τα άστρα αυξάνουν τη φωτεινότητα τους με την πάροδο του χρόνου, έτσι η κατοικήσιμη ζώνη του διευρύνεται ακολούθως, αλλά εάν αυτό συμβεί πολύ γρήγορα (π.χ. με ένα υπερμεγέθη αστέρα) οι πλανήτες θα έχουν μόνο μια μικρή χρονική περίοδο μέσα στην κατοικήσιμη ζώνη με την αντίστοιχα μικρότερη πιθανότητα να αναπτυχθεί ζωή. Ο υπολογισμός του εύρους της ζώνης και η επέκταση της σε βάθος χρόνου δεν είναι ποτέ εύκολη υπόθεση, καθώς η επανάληψη της αρνητικής ανάδρασης όπως ο κύκλος του άνθρακα-αζώτου-οξυγόνου θα τείνει να αντισταθμίσει τις αυξήσεις στη φωτεινότητα. Οι υποθέσεις που γίνονται για τις ατμοσφαιρικές συνθήκες και τη γεωλογία ενός πλανήτη, έχουν επομένως τόσο μεγάλη επίδραση στο εύρος της θεωρούμενης κατοικήσιμης ζώνης, όσο και η αστρική εξέλιξη, π.χ. οι προτεινόμενες παράμετροι για την κατοικήσιμη ζώνη του Ήλιου, έχουν κυμανθεί σε μεγάλο βαθμό.[28]

Δεύτερον, κανένα σώμα με μεγάλη μάζα -όπως ένας γίγαντας αερίων- δε θα πρέπει να υπάρχει μέσα ή σχετικά κοντά στην κατοικήσιμη ζώνη, μια και θα εμπόδιζε την δημιουργία πλανητών παρόμοιων με τη Γη. Τα υλικά στη ζώνη των αστεροειδών για παράδειγμα, φαίνεται πως δεν στάθηκε δυνατόν να συγκεντρωθούν και να αναμειχθούν μεταξύ τους ώστε να σχηματίσουν ένα πλανήτη, λόγω της τροχιακής επιρροής του Δία. Αν ο Δίας είχε εμφανιστεί στην περιοχή όπου σήμερα βρίσκεται ανάμεσα στις τροχιές της Αφροδίτης και του Άρη, είναι βέβαιο πως η Γη δε θα είχε αναπτυχθεί με τη σημερινή μορφή της. Ωστόσο ένας γίγαντας αερίων εντός της κατοικήσιμης ζώνης ενδέχεται να έχει κατοικήσιμους δορυφόρους υπό τις κατάλληλες συνθήκες.[29]

Στο Ηλιακό Σύστημα, οι εσωτερικοί πλανήτες είναι βραχώδεις, και οι εξωτερικοί είναι γίγαντες αερίων, αλλά η ανακάλυψη εξωηλιακών πλανητών θέτει αμφίβολο το κατά πόσο κοινή είναι αυτή η διευθέτηση των τύπων πλανητών σε άλλα ηλιακά συστήματα, μια και έχουν ανακαλυφθεί πολλοί πλανήτες παρομοίου μεγέθους με το Δία οι οποίοι είναι κοντά στην κύρια κατοικήσιμη ζώνη την οποία επηρεάζουν. Όμως, τα τωρινά δεδομένα για εξωηλιακούς πλανήτες είναι πιθανό να ευνοούν την ερμηνεία ως προς το σενάριο αυτό, μια και οι μεγάλοι πλανήτες σε κοντινές τροχιές είναι πολύ πιο εύκολο να ταυτοποιηθούν.
Χαμηλή αστρική παραλλαγή

Κύριο λήμμα: Μεταβλητοί αστέρες

Φωτογραφίες που απεικονίζουν την επέκταση του φωτός ενός μεταβλητού ερυθρού αστέρος, του V838 Μονόκερου.

Οι αλλαγές στην φωτεινότητα είναι κοινές σε όλα τα άστρα, αλλά η ένταση των αυξομειώσεων αυτών ποικίλλει. Τα περισσότερα άστρα είναι σχετικά σταθερά, αλλά μια σημαντική μειοψηφία μεταβλητών αστέρων εμφανίζει ξαφνικές και έντονες αυξήσεις στην φωτεινότητα τους και συνεπώς στο ποσό της ενέργειας που εκπέμπεται προς τα σώματα που βρίσκονται σε τροχιά γύρω του. Τα άστρα αυτά δε θεωρούνται κατάλληλοι υποψήφιοι για την φιλοξενία ζωής, καθώς είναι απρόβλεπτα και η εκπομπή ενέργειας του θα επιδρούσε αρνητικά στους ζωντανούς οργανισμούς, οι οποίοι δε θα είχαν τον χρόνο να συνηθίσουν τις αλλαγές τις θερμοκρασίες στην περίπτωση όπου αυτές συνέβαιναν ραγδαία. Επίσης, οι αυξήσεις της φωτεινότητας συνοδεύονται γενικά και από πολύ μεγάλες δόσεις ακτινοβολίας ακτίνων Γάμμα και ακτίνων Χ οι οποίες θα μπορούσαν να είναι θανάσιμες. Η παρουσία ατμόσφαιρας στους πλανήτες προστατεύει εν μέρει από αυτά τα φαινόμενα, αλλά δε θα μπορούσε να διατηρηθεί ατμόσφαιρα για πολύ καιρό σε ένα πλανήτη γύρω από ένα μεταβλητό άστρο, μια και η ένταση της ακτινοβολίας θα τις μείωνε σημαντικά.

Ο Ήλιος είναι σχετικά ήπιος, με τη διακύμανση μεταξύ του μέγιστου και ελάχιστου της εκπεμπόμενης ενέργειας του να είναι περίπου 0.1% στον 11ετή ηλιακό κύκλο του. Υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις (αν και δε θεωρείται οριστικό) πως ακόμα και μικρές αλλαγές στη φωτεινότητα του Ηλίου μπορούν να επηρεάζουν σημαντικά το περιβάλλον της Γης. Ιστορικά, ως τέτοια μπορεί να ερμηνευτεί η Μικρή Εποχή των Παγετώνων του 16ου αιώνα, η οποία προκλήθηκε από μια σχετικά μακρά μείωση της φωτεινότητας του Ηλίου.[30] Έτσι, ένα αστέρι δε χρειάζεται να είναι πραγματικά μεταβλητό ώστε οι αλλαγές στη φωτεινότητα του να επηρεάσουν την κατοικησιμότητα. Από τους γνωστούς Ηλιοειδείς αστέρες, ένας που παρουσιάζει μεγάλη ομοιότητα με τον Ήλιο είναι ο 18 Scorpii. Δυστυχώς όμως ως προς την πιθανότητα ύπαρξη ζωής στη ζώνη γύρω του, η μόνη σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο άστρων είναι το πλάτος του ηλιακού κύκλου, το οποίο εμφανίζεται να είναι πολύ μεγαλύτερο για τον 18 Scorpii.[31]
Υψηλή μεταλλικότητα

Δείτε επίσης: Μεταλλικότητα

Ενώ τα κύρια υλικά όλων των άστρων είναι το υδρογόνο και το ήλιο, υπάρχει μεγάλη ποικιλία ως προς τα βαρύτερα στοιχεία (μέταλλα) τα οποία διαθέτουν τα άστρα. Ένα μεγάλο ποσοστό των μετάλλων ενός άστρου συσχετίζεται με το βαρύ υλικό που είναι αρχικά διαθέσιμο στον πρωτοπλανητικό δίσκο. Μια μικρή ποσότητα μετάλλου μικραίνει την πιθανότητα δημιουργίας πλανητών, σύμφωνα με τη θεωρία του ηλιακού νεφελώματος περί του σχηματισμού πλανητικού συστήματος. Όσοι πλανήτες σχηματίστηκαν γύρω από ένα άστρο φτωχό σε μέταλλα, θα διαθέτουν πιθανώς ελάχιστη μάζα και έτσι δε θα θεωρούνται ως καλοί υποψήφιοι για την ανάπτυξη ζωής. Οι φασματοσκοπικές μελέτες των συστημάτων όπου έχουν βρεθεί εξωηλιακοί πλανήτες ως σήμερα, επιβεβαιώνουν τη σχέση μεταξύ υψηλής μεταλλικότητας και σχηματισμού πλανητών. Τα άστρα με πλανήτες ή τουλάχιστον με παρόμοιους πλανήτες με αυτούς που ανακαλύπτονται σήμερα, είναι ξεκάθαρα πιο πλούσιοι σε μέταλλα παρά τα άστρα χωρίς πλανητικούς συντρόφους.[32] Η σχέση μεταξύ υψηλής μεταλλικότητας και του σχηματισμού των πλανητών επίσης σημαίνει πως τα κατοικήσιμα συστήματα είναι πιο πιθανό να βρίσκονται γύρω από νεαρά άστρα, μια και τα άστρα που δημιουργήθηκαν νωρίς στην ιστορία του σύμπαντος έχουν χαμηλή συγκέντρωση μετάλλων.
Πλανητικά χαρακτηριστικά
Η κατανόηση της πλανητικής κατοικησιμότητας βασίζεται εν μέρει στην περαιτέρω ερμηνεία των γήινων συνθηκών για την υποστήριξη ζωής, μια και η Γη είναι ο μόνος πλανήτης στον οποίο είναι γνωστή η ύπαρξη ζωής μέχρι στιγμής.

Η κύρια υπόθεση σχετικά με τους κατοικήσιμους πλανήτες είναι πως είναι βραχώδεις. Τέτοιοι πλανήτες, οι οποίοι έχουν μέγεθος περίπου στην ίδια τάξη μεγέθους με τη Γη, αποτελούνται κυρίως από πετρώματα πυριτικού άλατος, και δεν διαθέτουν τις αεριώδης συγκεντρώσεις του υδρογόνου και ηλίου οι οποίες συναντώνται στους γίγαντες αερίων. Το ότι η ζωή θα μπορούσε ενδεχομένως να αναπτυχθεί στις κορυφές των σύννεφων στους γίγαντες αερίων δεν έχει αποκλειστεί οριστικά, αν και δε θεωρείται πιθανό, καθώς δεν διαθέτουν επιφάνεια και η βαρύτητα τους είναι τεράστια.[33] Ωστόσο οι φυσικοί δορυφόροι των γιγαντιαίων πλανητών παραμένουν καλοί υποψήφιοι για τη φιλοξενία ζωής.[34]

Τον Φεβρουάριο του 2011 η ομάδα εποπτείας της διαστημικής αποστολής Κέπλερ κοινοποίησε μια λίστα με 1.235 πιθανούς εξωηλιακούς πλανήτες, ανάμεσα στους οποίους και 54 οι οποίοι ενδέχεται να είναι εντός της κατοικήσιμης ζώνης του άστρου τους,[35][36] και 6 από τους πλανήτες αυτούς έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος με τη Γη.[35] Μια μετέπειτα μελέτη έδειξε πως ένας από τους πλανήτες αυτούς (ο KOI 326.01) είναι πολύ μεγαλύτερος και θερμότερος από ότι είχε αναφερθεί αρχικά.[37] Με βάση τα ευρήματα αυτά, η ομάδα εποπτείας της αποστολής Κέπλερ εκτίμησε πως θα πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον 50 δισεκατομμύρια πλανήτες στον Γαλαξία από τους οποίους τουλάχιστον 500 εκατομμύρια βρίσκονται εντός κατοικήσιμης ζώνης.[38]

Κατά την ανάλυση περιβαλλόντων που μπορούν να φιλοξενήσουν ζωή, συνήθως γίνεται μια διάκριση μεταξύ των απλών μονοκύτταρων οργανισμών όπως τα βακτήρια και τα αρχαία, και των σύνθετων πολυκύτταρων οργανισμών όπως τα ζώα. Η ύπαρξη πολυκύτταρων οργανισμών προϋποθέτει την πρότερη ύπαρξη μονοκύτταρων, ωστόσο η ύπαρξη μονοκύτταρων οργανισμών δεν εγγυάται πως η ζωή θα αποκτήσει μεγαλύτερη πολυπλοκότητα και θα εξελιχθεί σε πολυκύτταρη. Τα πλανητικά χαρακτηριστικά που παρατίθενται παρακάτω θεωρούνται κρίσιμα για κάθε είδους ζωή, και ιδιαίτερα τους πολυκύτταρους οργανισμούς να είναι πιο απαιτητικοί σε σχέση με τους μονοκύτταρους.
Όγκος
Οι φυσικοί δορυφόροι των αέριων πλανητών θα μπορούσαν ενδεχομένως να είναι κατοικήσιμοι.[34] Καλλιτεχνική αναπαράσταση του Δία και των φυσικών δορυφόρων του.

Οι πλανήτες με ελάχιστη μάζα είναι κακοί υποψήφιοι για την υποστήριξη ζωής για δύο κυρίως λόγους.

Πρώτα από όλα, η χαμηλή τους βαρύτητα κάνει την κατακράτηση της ατμόσφαιρας δύσκολη. Τα μόρια της ατμόσφαιράς είναι πιο πιθανό να αποκτήσουν την ταχύτητα διαφυγής με την οποία θα χαθούν στο διάστημα υπό την επίδραση του ηλιακού ανέμου ή κινούμενα από σύγκρουση. Οι πλανήτες χωρίς πυκνή ατμόσφαιρα δεν διαθέτουν την απαιτούμενη ύλη για την στοιχειώδη βιοχημεία, έχουν ελάχιστη μόνωση και φτωχή μεταφορά θερμότητας στην επιφάνεια τους (για παράδειγμα, ο Άρης, με την λεπτή ατμόσφαιρα του, είναι πιο ψυχρός από ότι η Γη θα ήταν αν βρισκόταν στην ίδια απόσταση από τον Ήλιο), και έχουν λιγότερη προστασία απέναντι στους μετεωροειδείς και την ακτινοβολία υψηλών συχνοτήτων. Επιπλέον, όταν η ατμόσφαιρα είναι λιγότερο πυκνή από 0.006 γήινες ατμόσφαιρες, το νερό δε μπορεί να υπάρξει σε υγρή μορφή καθώς η απαιτούμενη ατμοσφαιρική πίεση -4.56 mm Hg / 608 Pa / 0.18 inch Hg-, δεν εμφανίζεται. Το εύρος θερμοκρασίας στο οποίο το νερό είναι σε υγρή μορφή είναι γενικά μικρότερο κατά τις συνθήκες χαμηλής πίεσης.

Κατά δεύτερο λόγο, οι μικρότεροι πλανήτες έχουν μικρότερες διαμέτρους και επομένως υψηλότερη αναλογία μεταξύ επιφάνειας και όγκου από ότι οι μεγαλύτεροι πλανήτες. Αυτά τα σώματα τείνουν γρήγορα να χάνουν την ενέργεια η οποία έχει παραμείνει από τον αρχικό σχηματισμό τους και καταλήγουν να είναι γεωλογικά νεκροί, μια και δε διαθέτουν τα ηφαίστεια, σεισμούς και τεκτονική δραστηριότητα για την παροχή υλικών στην επιφάνεια τα οποία υποστηρίζουν τη ζωή, και στην ατμόσφαιρα με αέρια που ρυθμίζουν τη θερμοκρασία όπως το διοξείδιο του άνθρακα. Οι τεκτονικές πλάκες φαίνεται να είναι ιδιαίτερα σημαντικές, τουλάχιστον στη Γη όπου όχι μόνο η διαδικασία ανακυκλώνει σημαντικά χημικά στοιχεία και μέταλλα, αλλά επίσης αναπτύσσει την βιοποικιλότητα μέσω της δημιουργίας των ηπείρων και της αύξησης της περιβαλλοντικής πολυπλοκότητας, καθώς και βοηθά στη δημιουργία των συστατικών τα οποία είναι απαραίτητα για την παραγωγή του γήινου μαγνητικού πεδίου.[39]

Η ελάχιστη μάζα είναι εν μέρει ένας υποκειμενικός όρος, η ίδια η Γη διαθέτει χαμηλή μάζα όταν συγκρίνεται με τους γίγαντες αερίων του ηλιακού συστήματος, αλλά είναι ο μεγαλύτερος από όλους τους βραχώδεις πλανήτες σε διάμετρο, μάζα και πυκνότητα. Είναι αρκετά μεγάλος ώστε να διατηρεί τη δική του ατμόσφαιρα μόνο μέσω της βαρύτητας, και αρκετά μεγάλος ώστε ο πυρήνας του να είναι θερμικά ενεργός, κάτι που βοηθά στην ποικιλία χαρακτηριστικών της επιφάνειας (η αποσύνθεση των ραδιενεργών στοιχεία μέσα στον πυρήνα του πλανήτη είναι το άλλο σημαντικό στοιχείο της θερμοκρασίας ενός πλανήτη). Σε αντίθεση, ο Άρης είναι σχεδόν γεωλογικά νεκρός και έχει χάσει μεγάλο μέρος της ατμόσφαιρας του.[40] Έτσι γίνεται η υπόθεση πως το χαμηλό όριο της μάζας την οποία πρέπει να έχει ένας πλανήτης ώστε να μπορεί να υποστηρίξει ζωή, βρίσκεται κάπου μεταξύ αυτής του Άρη και της Γης, ή ακόμα και της Αφροδίτης, με την αναλογία 0.3 της μάζας της Γης να είναι μια πρόχειρη εκτίμηση ως προς την απαίτηση της πυκνότητας για κατοικήσιμους πλανήτες.[41] Όμως το 2008 μια μελέτη του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν πρότεινε πως το όριο πρέπει να είναι υψηλότερο, και πως η ίδια η Γη μπορεί να βρίσκεται η ίδια στα άκρα του ορίου κατοικησιμότητας. μια και αν ήταν λίγο μικρότερη, δε θα ήταν δυνατή η τεκτονική δραστηριότητα. Η Αφροδίτη, η οποία έχει 85% της γήινης μάζας, δεν εμφανίζει σημάδια τεκτονικής δραστηριότητας. Αντίθετα, οι ύπερ Γαίες, βραχώδεις πλανήτες με υψηλότερη μάζα από τη Γη, έχουν υψηλότερα επίπεδα σεισμικής δραστηριότητας και έτσι είναι σταθερά τοποθετημένες εντός της ζώνης κατοικησιμότητας.[42]
Ο Άρης, με την χαμηλής πυκνότητας ατμόσφαιρά του, είναι πιο ψυχρός από ότι η Γη θα ήταν αν αυτή βρισκόταν στην ίδια απόσταση από τον Ήλιο. Φωτογραφία από ρομποτικό όχημα στην επιφάνεια του Άρη.

Υπάρχουν και περιπτώσεις όπου αποτελούν εξαίρεση στον κανόνα, όπως ο φυσικός δορυφόρος του Δία, η Ιώ, η οποία ενώ είναι μικρότερη από όλους τους βραχώδεις πλανήτες παρόλα αυτά έχει ηφαιστειακή δραστηριότητα λόγω της βαρυτικής επίδρασης που ασκείται πάνω της από τον πλανήτη και τα χαρακτηριστικά της τροχιάς της που ευνοούν κάτι τέτοιο, καθώς και ο γειτονικός της δορυφόρος, η Ευρώπη, η οποία ενδέχεται να έχει έναν υγρό ωκεανό ή μείγμα πάγου/νερού κάτω από το παγωμένο κέλυφος της επιφάνειας της, επίσης μέσω της βαρυτικής επίδρασης που της ασκεί ο Δίας.

Εντωμεταξύ στον δορυφόρο του Κρόνου, τον Τιτάνα, υπάρχει επίσης μια πιθανότητα πως μπορεί να αναπτυχθεί ζωή, καθώς διατηρεί μια πυκνή ατμόσφαιρα και έχει θάλασσες υγρού μεθανίου στην επιφάνεια του. Οι οργανικές και χημικές αντιδράσεις με χαμηλές ενεργειακές απαιτήσεις, είναι πιθανό να μπορούν να σχηματιστούν στις θάλασσες αυτές, αλλά είναι ασαφές το αν μπορεί να προκύψει έμβια ζωή με τόσο στοιχειώδης χημικές αντιδράσεις, και μάλλον μη πιθανό. Οι δορυφόροι αυτοί αποτελούν εξαιρέσεις, αλλά αποδεικνύουν πως ενώ η μάζα ενός σώματος αποτελεί σημαντικό κριτήριο, δεν μπορεί να θεωρηθεί ως το βασικό κριτήριο κατοικησιμότητας.

Ένας μεγαλύτερος πλανήτης είναι πιθανό να έχει και αντίστοιχη μεγαλύτερη ατμόσφαιρα. Ο συνδυασμός που προκύπτει με την υψηλή ταχύτητα απόδρασης για τη διατήρηση των ελαφρύτερων ατόμων, και η εκτεταμένη διαφυγή αερίων μέσω της τεκτονικής δραστηριότητας μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ατμοσφαιρική πίεση και θερμοκρασία της επιφάνειας σε σχέση με τη Γη. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου μια τόσο πυκνής ατμόσφαιρας κάνει πιθανό πως η κατοικήσιμη ζώνη θα πρέπει να βρίσκεται ακόμα πιο μακριά από το κεντρικό άστρο του ηλιακού συστήματος, όταν υπάρχουν τόσο μεγάλοι πλανήτες.

Επίσης, ένας μεγάλος πλανήτης είναι πιο πιθανό να διαθέτει και ένα μεγάλο πυρήνα από σίδηρο. Αυτό επιτρέπει τη δημιουργία ενός μαγνητικού πεδίου για την προστασία του πλανήτη από τον αστρικό άνεμο και την κοσμική ακτινοβολία, στοιχεία τα οποία θα έτειναν να απογυμνώσουν τον πλανήτη από την ατμόσφαιρα του, και να βλάψουν τα έμβια όντα βομβαρδίζοντας τα με ιονισμένα σωματίδια. Η μάζα δεν είναι το μόνο κριτήριο για την παραγωγή μαγνητικού πεδίου, καθώς ο πλανήτης πρέπει να περιστρέφεται αρκετά γρήγορα ώστε να εμφανιστεί το φαινόμενο του δυναμό εντός του πυρήνα του,[43] αλλά είναι σημαντικό συστατικό στοιχείο της διαδικασίας.
Τροχιά και περιστροφή

Όπως και με τα υπόλοιπα κριτήρια, η σταθερότητα είναι ένα σημαντικό κριτήριο για την αξιολόγηση της επίδρασης των χαρακτηριστικών της τροχιάς και περιστροφής ως προς την πλανητική κατοικησιμότητα. H εκκεντρότητα της τροχιάς αποτελείται από τη διαφορά μεταξύ της μέγιστης και της ελάχιστης απόστασης ενός πλανήτη από το άστρο του ηλιακού συστήματος του, διαιρεμένης με το σύνολο των δύο αυτών αποστάσεων. Είναι η αναλογία η οποία περιγράφει το σχήμα της ελλειπτικής τροχιάς. Όσο μεγαλύτερη η εκκεντρότητα τόσο μεγαλύτερες είναι οι μεταβολές της θερμοκρασίας στην επιφάνεια ενός πλανήτη. Αν και μπορούν να προσαρμοστούν, οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν ένα όριο έως το οποίο μπορούν να αντέξουν στις συνεχείς μεταβολές, ιδιαίτερα αν οι μεταβολές καλύπτουν το σημείο τήξης και το σημείο βρασμού του κύριου υλικού το οποίο αποτελεί τον διαλύτη στον πλανήτη (π.χ. το νερό στη Γη). Εάν για παράδειγμα οι ωκεανοί της Γης συνέβαινε να βράζουν και κατόπιν να παγώνουν και να τηρούν αυτή την ακολουθία συνεχώς, είναι πολύ δύσκολο να φανταστούμε τη ζωή να αναπτύσσεται όπως αναπτύχθηκε. Όσο πιο σύνθετοι οι οργανισμοί, τόσο πιο μεγάλη ευαισθησία έχουν στις μεταβολές της θερμοκρασίας.[44] Η τροχιά της Γης είναι σχεδόν τελείως κυκλική, με την εκκεντρότητα της τροχιάς της να είναι λιγότερο από 0.02, και οι υπόλοιποι πλανήτες στο ηλιακό σύστημα (με την εξαίρεση του Ερμή) έχουν εξίσου χαμηλές εκκεντρότητες.
Η τροχιά της Γης γύρω από τον Ήλιο και οι εναλλαγές των εποχών της.

Τα δεδομένα τα οποία έχουν συλλεχθεί ως προς τις εκκεντρότητες των εξωηλιακών πλανητών αποτελέσαν έκπληξη για τους περισσότερους ερευνητές, μια και δείχνουν πως το 90% των πλανητών έχουν εκκεντρότητα η οποία είναι μεγαλύτερη από αυτή που υπάρχει στους πλανήτες του ηλιακού συστήματος στο οποίο βρίσκεται η Γη, με τον μέσο όρο της εκκεντρότητας να είναι 0.25.[45] Αυτό σημαίνει πως η μεγάλη πλειοψηφία των πλανητών έχουν τροχιές με υψηλή εκκεντρότητα, και ακόμα και αν η μέση απόσταση από το άστρο τους είναι εντός της κατοικήσιμης ζώνης, λόγω της τροχιάς τους παραμένουν μόνο για ένα μικρό χρονικό διάστημα εντός της ζώνης αυτής.

Η κίνηση ενός πλανήτη γύρω από τον άξονα περιστροφής του πρέπει να τηρεί επίσης κάποια χαρακτηριστικά έτσι ώστε η ζωή να έχει την ευκαιρία να αναπτυχθεί. Μια αρχική υπόθεση είναι πως ο πλανήτης θα πρέπει να έχει ήπιες εποχές. Αν υπάρχει μικρή ή καθόλου αξονική κλίση ανάλογη με την κάθετο της εκλειπτικής, δεν πρόκειται να υπάρξουν εποχές και ένα από τα κύρια will not occur and a main τονωτικά του δυναμισμού της βιόσφαιρας θα εξαφανιστεί. Επίσης ο πλανήτης θα γινόταν πιο κρύος σε σχέση με το αν διέθετε μια σημαντική κλίση, μια και όταν η μέγιστη ένταση της ακτινοβολίας είναι πάντα εντός λίγων μοιρών του ισημερινού, το θερμό κλίμα δε μπορεί να επεκταθεί στους πόλους και οι πόλοι του πλανήτη έχουν χαμηλές θερμοκρασίες.

Εάν ένας πλανήτης έχει υπερβολική κλίση, συμβαίνει το ακριβώς αντίθετο, όπου η εναλλαγή των εποχών είναι ακραία κάτι που κάνει πολύ δύσκολη την απόκτηση ομοιόστασης από την βιόσφαιρα. Η αξονική κλίση της Γης είναι υψηλότερη κατά την τρέχουσα γεωλογική περίοδο (Τεταρτογενής) από ότι ήταν στο παρελθόν, και συμπτίπτει με μείωση των πάγων των πόλων, θερμότερες θερμοκρασίες και μικρότερες εναλλαγές στις εποχές. Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν το κατά πόσο αυτή η εξέλιξη θα συνεχιστεί αδιάκοπα με περαιτέρω αυξήσεις στην αξονική περιστροφή.

Οι συγκεκριμένες επιπτώσεις των αλλαγών αυτών μπορούν μόνο να προσομοιωθούν μέσω ηλεκτρονικών υπολογιστών προς το παρόν, και υπάρχουν μελέτες οι οποίες έχουν δείξει πως ακόμα και ακραίες κλίσεις έως και 85 μοίρες δεν αποκλείουν απαραίτητα την ύπαρξη ζωής, με την προϋπόθεση πως δεν καταλαμβάνουν ηπειρωτικές περιοχές στις οποίες εμφανίζονται πολύ υψηλές θερμοκρασίες κατά την εναλλαγή των εποχών.[46] Πέρα από την μέση αξονική κλίση, πρέπει επίσης να εξεταστεί και η εναλλαγή της ανά χρονικά διαστήματα. Η κλίση της Γης ποικίλλει μεταξύ 21.5 και 24.5 μοίρες σε ένα διάστημα 41.000 ετών. Μια πιο δραστική μεταβολή, ή μια πολύ συντομότερη περιοδικότητα των μεταβολών, θα εισήγαγε κλιματικές επιπτώσεις όπου θα εμφανίζονται ακραίες εναλλαγές μεταξύ των εποχών.

Άλλες εκτιμήσεις σχετικά με την τροχιά είναι οι παρακάτω:

ο πλανήτης θα πρέπει να περιστρέφεται γρήγορα έτσι ώστε ο κύκλος της μέρας με τη νύχτα να μην είναι πολύ μεγάλος. Για παράδειγμα αν η διάρκεια μιας ημέρας διαρκεί ολόκληρα έτη (σε σύγκριση με τη Γη), η διαφορά της θερμοκρασίας μεταξύ του μέρους του πλανήτη όπου είναι μέρα και του μέρους όπου είναι νύχτα, θα είναι έντονη, με αποτέλεσμα την εμφάνιση ακραίων συνθηκών.
ο πλανήτης θα πρέπει επίσης να περιστρέφεται αρκετά γρήγορα ώστε το μαγνητικό δυναμό στον πυρήνα του από σίδηρο να μπορεί να ξεκινήσει και να δημιουργήσει το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη.
η αλλαγή στην κατεύθυνση της περιστροφής του άξονα (προπόρευση) δε θα πρέπει να είναι έντονη. Από μόνη της, η προπόρευση δεν επηρεάζει την κατοικησιμότητα καθώς αλλάζει μόνο την κατεύθυνση της κλίσης, όχι τη γωνία της. Παρόλα αυτά, η προπόρευση τείνει να αυξάνει τις εναλλαγές που σημειώνονται από άλλες τροχιακές αποκλίσεις όπως τους κύκλους Μιλάνκοβιτς (Milankovitch cycles). Το φαινόμενο της προπόρευσης στη Γη εμφανίζεται κάθε 26.000 έτη.

Σε ότι αφορά τη Γη, η Σελήνη εμφανίζεται να διαδραματίζει ένα κρίσιμο ρόλο στο κλίμα της Γης με το να βοηθά στην σταθεροποίηση της αξονικής κλίσης. Έχει προταθεί πως μια χαοτική κλίση θα απέκλειε κάθε πιθανότητα υποστήριξης κατοικησιμότητας, δηλαδή πως ένας φυσικός δορυφόρος μεγέθους ανάλογου με τη Σελήνη δεν είναι μόνο χρήσιμος για την σταθεροποίηση αλλά αποτελεί προϋπόθεση,[47] μια άποψη η οποία θεωρείται αμφιλεγόμενη.
Γεωχημεία

Κύριο λήμμα: Γεωχημεία

Θεωρείται γενικά πως η όποιαδήποτε εξωγήινη ζωή που μπορεί να υπάρξει θα βασίζεται στη ίδια στοιχειώδη βιοχημεία όπως αυτή που βρίσκεται στη Γη, καθώς τα τέσσερα στοιχεία τα οποία είναι τα πιο βασικά για τη ζωή, άνθρακας, υδρογόνο, οξυγόνο, και άζωτο, είναι τα πιο κοινά χημικώς αλληλεπιδραστικά στοιχεία στο σύμπαν. Απλές βιογενείς ενώσεις, πολύ απλά αμινοξέα όπως η γλυκίνη, έχουν βρεθεί σε μετεωρίτες και στο διαστρικό μέσο (interstellar medium).[48] Τα τέσσερα αυτά στοιχεία μαζί, αποτελούν το 96% της γήινης βιομάζας.

το στοιχείο του άνθρακα έχει την μοναδική ιδιότητα να μπορεί να υποστηρίξει χημικές ενώσεις οι οποίες ανοίκουν σε ένα τεράστιου εύρος πιθανών διαφορετικών δομών, κάνοντας το ένα ιδανικό υλικό για σύνθετους μηχανισμούς οι οποίοι σχηματίζουν ζωντανά κύτταρα.
το υδρογόνο και το οξυγόνο, με τη μορφή του νερού, αποτέλεσαν το δυαλιτικό υλικό μέσα στο οποίο εξελίχθηκαν οι βιολογικές διαδικασίες και σχηματίστηκαν οι πρώτες αντιδράσεις που οδήγησαν στην εμφάνιση της ζωής.
η ενέργεια που απελευθερώνεται με τον σχηματισμό των ισχυρών ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ άνθρακα και οξυγόνου, και γίνεται διαθέσιμη μέσω της οξείδωσης των οργανικών ενώσεων, είναι το καύσιμο όλων των σύνθετων μορφών ζωής.
αυτά τα τέσσερα χημικά στοιχεία μαζί αποτελούν τα αμινοξέα, τα οποία με τη σειρά τους είναι οι θεμέλιοι λίθοι των πρωτεϊνών, της ουσίας που απαρτίζει τους ζωντανούς ιστούς. Επιπρόσθετα, ούτε το θείο απαιτείται για την δημιουργία πρωτεϊνών, ούτε και ο φώσφορος για τον σχηματισμό του DNA και RNA, και οι φωσφορικές αδενοσίνες (adenosine phosphates) οι οποίες είναι χρήσιμες για το μεταβολισμό είναι σπάνιες.

Η σχετική αφθονία των υλικών αυτών στο διάστημα ωστόσο δεν αντανακλάται πάντα στην διαθεσιμότητα τους επί των διάφορων πλανητών. Για παράδειγμα από τα τέσσερα αυτά στοιχεία, μόνο το οξυγόνο είναι διαθέσιμο σε αφθονία στον γήινο φλοιό.[49] Αυτό μπορεί να εξηγηθεί εν μέρει από το γεγονός ότι πολλά από αυτά τα στοιχεία, όπως το υδρογόνο και το άζωτο, μαζί και με τις πιο συνήθεις ενώσεις τους όπως διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, αμμωνία, και νερό, έχουν αέρια κατάσταση σε υψηλές θερμοκρασίες. Στην θερμή περιοχή κοντά στον Ήλιο, αυτές οι εύκολα εξατμίσημες ενώσεις δε μπορεί να έχουν διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην γεωλογική μορφοποίηση των πλανητών. Αν'αυτού, παγιδεύτηκαν σε αέρια μορφή κάτω από τους νεοσχηματισμένους φλοιούς, οι οποίοι αποτελούνταν κυρίως από βραχώδεις, μη εξατμίσιμες ενώσεις όπως το διοξείδιο του πυριτίου. Η διαφυγή των αερίων αυτών μέσα από τη Γη μέσω των πρώτων ηφαιστείων συνεισέφερε στον σχηματισμό της ατμόσφαιρας των πλανητών. Το πείραμα των Μίλερ-Ούρεϊ έδειξε πως με την εφαρμογή ενέργειας, είναι δυνατό να σχηματιστούν αμινοξέα μέσα από τη σύνθεση πολύ απλών ενώσεων μέσα σε μια υποτυπώδη ατμόσφαιρα.[50]

Ακόμα και έτσι, οι ηφαιστιακές εξατμίσεις των στοιχείων αυτών δεν μπορούν να εξηγήσουν τον όγκο του νερού στους ωκεανούς της Γης.[51] Η μεγάλη πλειοψηφία του νερού —και ενδεχομένως και του άνθρακα— πιθανώς να προήλθε από το εξωτερικό μέρος του ηλιακού συστήματος, όπου μακριά από τη ζέστη του Ήλιου θα βρισκόταν σε στερεά μορφή. Οι κομήτες οι οποίοι προσέκρουσαν στη Γη κατά την πρώιμη περίοδο του ηλιακού συστήματος, απέθεσαν τεράστιους όγκους νερού, μαζί και με άλλα εξατμήσιμα υλικά απαραίτητα για τη ζωή (όπως τα αμινοξέα), και ξεκίνησαν έτσι την προέλευση της ζωής με την αβιογένεση.

Έτσι, ακόμα και αν υπάρχουν καλοί λόγοι να θεωρείται πως τα τέσσερα βασικά χημικά στοιχεία της ζωής θα πρέπει να είναι διαθέσιμα σε μεγάλο βαθμό σε άλλα σημεία του διαστήματος, ένα κατοικήσιμο σύστημα πιθανώς να απαιτεί και την παρουσία ουράνιων σωμάτων όπως κομήτες και αστεροειδείς οι οποίοι θα διανείμουν τα υλικά αυτά στο εσωτερικό των πλανητών. Χωρίς τα σώματα αυτά είναι πιθανό πως η ζωή στη Γη δε θα υπήρχε όπως τη γνωρίζουμε.
Μικροπεριβάλλοντα και ακραιόφιλοι οργανισμοί
Η έρημος της Ατακάμα αποτελεί ένα περιβάλλον αντίστοιχο του Άρη, και είναι ιδανική για τη μελέτη των ορίων μεταξύ της στειρότητας και της κατοικησιμότητας.

Ένας σημαντικός όρος ως προς τα κριτήρια κατοικησιμότητας είναι πως μόνο ένα ελάχιστο μέρος του πλανήτη απαιτείται για την παρουσία ζωής. Οι αστροβιολόγοι συχνά μελετούν το ενδεχόμενο μικροπεριβάλλοντων, και την εξέταση των εξελικτικών δυνάμεων όπως η γενετική μετάλλαξη, φυσική επιλογή, και γενετική μετατόπιση (genetic drift), λειτουργούν στους μικροοργανισμούς οι οποίοι ζούν στα περιβάλλοντα αυτά.[52] Οι ακραιόφιλοι οργανισμοί στη Γη επιζούν κάτω από εξαιρετικά ακραίες συνθήκες οι οποίες κανονικά θεωρούνται απαγορευτικές για την ανάπτυξη ζωής. Συνήθως, οι μονοκύτταροι, ακρόφιλοι οργανισμοί είναι αλκαλικόφιλοι (alkaliphilic) και οξειόφιλοι (acidophilic) και μπορούν να επιζούν σε θερμοκρασίες άνω των 100 °C στις υδροθερμικές αναβλύσεις εντός των ωκεανών.

Η ανακάλυψη ζωής σε ακραίες συνθήκες έχει περιπλέξει τους ορισμούς σχετικά με την κατοικησιμότητα, αλλά έχει επίσης διευρύνει τους πιθανούς συνδυασμούς συνθηκών για την υποστήριξη ζωής. Για παράδειγμα, ένας πλανήτης ο οποίος μπορεί να μην έχει δική του ατμόσφαιρα λόγω την ηλιακών συνθηκών της περιοχής όπου βρίσκεται, μπορεί ωστόσο να αναπτύξει ένα τέτοιο μικροπεριβάλλον μέσα σε ένα βαθύ και σκοτεινό ωκεανικό ρήγμα ή μέσα σε ένα ηφαιστειακό κοίλωμα.[53] Παρομοίως, το κρατηροειδές έδαφος επίσης μπορεί να αποτελέσει καταφύγιο για είδη πρωτόγονης ζωής. Οι μελέτες στον κρατήρα Λόουν Χιλ στην Αυστραλία, ο οποίος έχει μελετηθεί υπό την αστροβιολογική σκοπιά, φαίνεται να στηρίζει το ενδεχόμενο πως η ταχαία καθίζηση που σημειώθηκε με την πρόσκρουση του σώματος στην επιφάνεια της Γης, δημιούργησε ένα προστατευμένο μικροπεριβάλλον για μικροβιακούς οργανισμούς. Ενδέχεται παρόμοιες περιπτώσεις να συνέβησαν και στην γεωλογική ιστορία του Άρη.[54]

Οι περιοχές του Γήινου περιβάλλοντος που δεν μπορούν να υποστηρίξουν ζωή, είναι επίσης χρήσιμες για τους επιστήμονες ώστε να θέσουν κάποια όρια για το τι μπορούν να αντέξουν οι ακρόφιλοι οργανισμοί. Το κέντρο της ερήμου της Ατακάμα, το οποίο γενικά θεωρείται ως το πιο στεγνό μέρος της Γης, εμφανίζεται να μη μπορεί να υποστηρίξει ζωή, αλλά είναι για ακριβώς αυτό το λόγο αντικείμενο μελέτης από τη ΝΑΣΑ, μια και μελετάται ως περιβαλλοντικό ανάλογο του πλανήτη Άρη και οι μεταπτώσεις της υγρασίας είναι ιδανικές για την μελέτη των ορίων μεταξύ της στειρότητας και της κατοικησιμότητας.[55] Η Ατακάμα ήταν το κέντρο μελετών το 2003 οι οποίες εν μέρει αναπαρήγαγαν τα πειράματα του διαστημικού προγράμματος Βίκινγκ (Viking program) στον Άρη κατά τη δεκαετία του 1970. Δεν βρέθηκαν ίχνη DNA από δύο δείγματα χωμάτων του εδάφους, και τα πειράματα επώασης ήταν επίσης αρνητικά ως προς την εμφάνιση βιουπογραφών (biosignatures).[56]

Στις 26 Νοεμβρίου του 2011, η ΝΑΣΑ εκτόξευσε το ρομποτικό όχημα του Εργαστηρίου επιστήμης πλανήτη Άρη (Mars Science Laboratory) το οποίο είχε ως στόχο την αναζήτηση υπάρχουσας ή προϋπάρχουσας ζωής στον Άρη χρησιμοποιώντας διάφορα επιστημονικά όργανα μέτρησης, και τον Αύγουστο του 2012 προσγειώθηκε επιτυχώς στον κρατήρα Γκέιλ του πλανήτη.[57][58][59]
Οικολογικοί παράγοντες

Οι οικολογικές προσεγγίσεις για την πρόβλεψη πιθανής κατοικησιμότητας χρησιμοποιούν 19 με 20 περιβαλλοντικές παραμέτρους, με έμφαση στη διαθεσιμότητα του νερού, θερμοκρασία, παρουσία θρεπτικών ουσιών, παρουσία πηγής ενέργειας, και προστασία από την ηλιακή υπέρυθρη ακτινοβολία και τις κοσμικές ακτίνες.[60][61]

Κάποιοι από τους παράγοντες για κατοικησιμότητα[61]
Νερό	· Δραστηριοποίηση του υγρού νερού  · Αποθέματα νερού ή πάγου κατά το παρελθόν  · Αλμυρότητα, pH, και κανονικό δυναμικό οξειδοαναγωγής του διαθέσιμου νερού
Χημικό περιβάλλον	Θρεπτικά συστατικά:  · C, H, N, O, P, S, στοιχειώδη μέταλλα, στοιχειώδη μικροθρεπτικά συστατικά  · Αζωτοδέσμευση  · Διαθεσιμότητα και μεταλλολογία Πληθώρα τοξίνων και θνησιμότητα:  · Βαρέα μέταλλα (π.χ., Zn, Ni, Cu, Cr, As, Cd, κτλ, κάποια είναι χρήσιμα αλλά τοξικά σε υψηλές συγκεντρώσεις)  · Ευρεία διασπορά οξειδωτικών εδαφών
Ενέργεια	Ηλιακή (επιφάνειας και πλησίον της επιφάνειας μόνο) Γεωχημική (υπό την επιφάνεια)  · Οξειδοαναγωγικά σώματα  · Ηλεκτρονιομειωτικά σώματα (reducing agents)  · Kλίσεις ρέντοξ (redox gradients)
Ακτινοβολία	· Θερμοκρασία  · Ακραίες μεταβολές στην ημερήσια θερμοκρασία  · Ισχυρή μικροβιοκτόνα υπέρυθρη ακτινοβολία  · Κοσμικές ακτίνες και επιπτώσεις των ηλιακών καταιγίδων  · Εναλλαγές των εποχών  · Γεωλογική ανάλυση υποστρώματος  · Υψηλές συγκεντρώσεις CO2 στο σύνολο της ατμόσφαιρας  · Διακίνηση/μεταφορά των ανέμων, νερού, πάγων

Ακατοίκητα περιβάλλοντα

Μια σημαντική κατηγοριοποίηση ως προς την κατοικησιμότητα, είναι μεταξύ των περιβαλλόντων τα οποία περιέχουν ήδη ζωή (κατοικημένα περιβάλλοντα) και τα περιβάλλοντα τα οποία μπορούν να αναπτύξουν ζωή αλλά δεν έχουν παρουσία ζωής (ακατοίκητα).[62]

Τα ακατοίκητα περιβάλλοντα θα μπορούσαν να εμφανιστούν σε ένα πλανήτη όπου δεν έτυχε να αναπτυχθεί αυτόχθονη ζωή ούτε και μεταφέρθηκε εκεί από κάποιο άλλο ουράνιο σώμα, αλλά υπάρχουν οι κατάλληλες συνθήκες για ανάπτυξη. Θα μπορούσαν επίσης να εμφανιστούν σε ένα πλανήτη ο οποίος είναι κατοικημένος, αλλά η απουσία σύνδεσης μεταξύ των διάφορων περιβαλλόντων αφήνει περιοχές του πλανήτη ακατοίκητες. Τα μη κατοικημένα περιβάλλοντα υπογραμμίζουν την σημασία της μη σύνδεσης της έννοιας της κατοικησιμότητας και αυτής της παρουσίας ζωής, μια και ενώ η κατοικησιμότητα είναι απαραίτητη προϋπόθεση για ζωή, η ύπαρξη ζωής δεν συνεπάγεται αυτόματα ως αποτέλεσμα της κατοικησιμότητας. Ένας πλανήτης που εμπίπτει σε αυτή την περίπτωση, ενδέχεται να είναι ο Άρης.
Εναλλακτικά αστρικά συστήματα

Για να εξακριβώσουν το πόσο εφικτή είναι η εξωγήινη ζωή, οι αστρονόμοι εδώ και πολύ καιρό επικεντρώνουν την προσοχή τους σε άστρα όπως τον Ήλιο. Παρόλα αυτά, μια και τα πλανητικά συστήματα τα οποία μοιάζουν με το αντίστοιχο στο οποίο βρίσκεται η Γη είναι σπάνια, ξεκίνησαν να ερευνούν την πιθανότητα ότι η ζωή μπορεί επίσης να αναπτυχθεί σε αστρικά συστήματα τα οποία είναι πολύ διαφορετικά από αυτό της Γης.
Δυαδικά συστήματα
Καλλιτεχνική απεικόνιση του GJ 667 Cc, ενός πιθανώς κατοικήσιμου πλανήτου ο οποίος βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα κόκκινο νάνο ενός τριπλού ηλιακού συστήματος.

Οι τυπικές εκτιμήσεις συχνά θεωρούν πως το 50% ή περισσότερο όλων των αστρικών συστημάτων είναι διπλοί αστέρες. Αυτό μπορεί να οφείλεται σε σφάλμα της δειγματοληψίας της έρευνας εν μέρει, καθώς τα μεγαλύτερα και λαμπερότερα άστρα τείνουν να είναι σε συστήματα διπλών αστέρων, όπου είναι εύκολο να παρατηρηθούν λόγω του μεγέθους τους. Μια πιο λεπτομερή ανάλυση προτείνει πως τα λιγότερα λαμπερά αστέρια είναι συνήθως μονά, και πως έως και τα 2/3 όλων των αστρικών συστημάτων είναι μονά.[63]

Η απόσταση μεταξύ των άστρων ενός δυαδικού αστρικού συστήματος μπορεί να ποικίλλει από λιγότερο από μια αστρονομική μονάδα (AU, η μέση απόσταση μεταξύ Γης και Ήλιου), έως και αρκετές εκατοντάδες. Στη δεύτερη περίπτωση, η βαρυτική επίδραση είναι αμελητέα στους πλανήτες που διατηρούν τροχιά ένα κατά τα άλλα κατάλληλο άστρο, και η πιθανότητα κατοικησιμότητας δε θα επηρεαστεί εκτός και αν η τροχιά έχει υψηλή εκκεντρότητα. Ωστόσο, όταν η απόσταση μεταξύ των άστρων είναι σημαντικά μικρότερη, η επίτευξη μια σταθερής τροχιάς εμφανίζεται να μην είναι δυνατή. Αν η απόσταση ενός πλανήτη με το πρωτεύον άστρο του υπερβαίνει το περίπου 1/5 της κοντινότερης απόστασης από το άλλο άστρο, η επίτευξη τροχιακής σταθερότητας θα είναι αβέβαιη.[64] Το κατά πόσο οι πλανήτες μπορούν επίσης να σχηματίσουν πλανητικά δυαδικά συστήματα δεν είναι ξεκάθαρο, μια και η επίδραση της βαρύτητας ενδεχομένως να εμποδίσει τον σχηματισμό των πλανητών. Οι γίγαντες αερίων, μπορούν να σχηματιστούν γύρω από άστρα δυαδικών συστημάτων, με τον ίδιο τρόπο που μπορούν και γύρω από τα μονά άστρα.[65]

Μια μελέτη σχετικά με το Άλφα του Κενταύρου, το κοντινότερο αστρικό σύστημα στη Γη μετά τον Ήλιο, έδειξε πως οι διπλοί αστέρες δε χρειάζεται απαραίτητα να μη ληφθούν υπόψη στην αναζήτηση για κατοικήσιμους πλανήτες.[66] Ο Κένταυρος Α και Β έχουν μια απόσταση 11 AU ως την κοντινότερη απόσταση τους (23 AU μέση απόσταση), και είναι πιθανό να έχουν και οι δυο σταθερές κατοικήσιμες ζώνες. Η μακρόχρονη τροχιακή σταθερότητα για τους πλανήτες στην εξομοίωση που έγινε για την μελέτη, έδειξε πως οι πλανήτες οι οποίοι βρίσκονται σε απόσταση περίπου 3 AU από οποιοδήποτε από τα άστρα έχουν τη δυνατότητα να παραμείνουν σταθεροί, δηλαδή ο ημιμεγάλος άξονας αποκλίνει λιγότερο από 5% κατά την διάρκεια 32.000 περιόδων του δυαδικού συστήματος. Η κατοικήσιμη ζώνη για τον Κενταύρου Α εκτιμάται συντηρητικά στις 1.2 με 1.3 AU, και αυτή του Κενταύρου Β στις 0.73 με 0.74—αρκετά μέσα στα όρια της σταθερής περιοχής και για τις δύο περιπτώσεις.[67]

Συστήματα κόκκινων νάνων

Η εξακρίβωση της κατοικησιμότητας των κόκκινων νάνων θα μπορούσε να βοηθήσει στην εύρεση του πόσο κοινή είναι η ζωή στο σύμπαν, μια και τα άστρα αυτά αποτελούν το 70 με 90% όλων των άστρων στο Γαλαξία.
Μέγεθος

Οι αστρονόμοι για πολλά χρόνια απέκλειαν τους κόκκινους νάνους ως πιθανές εστίες για την ανάπτυξη ζωής. Το μικρό τους μέγεθος (από 0.1 έως 0.6 ηλιακές μάζες) σημαίνει πως οι πυρηνικές αντιδράσεις στο εσωτερικό τους συμβαίνουν με πολύ χαμηλό ρυθμό, και πως εκπέμπουν πολύ λίγο φως (από μόλις 3% του αντίστοιχου από αυτό που παράγει ο Ήλιος έως και ως μόνο 0.01%).
Αναπαράσταση των διαφόρων αστρικών μεγεθών και των φωτοσφαιρικών θερμοκρασιών τους.

Έτσι, ο οποιοσδήποτε πλανήτης βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα κόκκινο νάνο θα έπρεπε να βρίσκεται πάρα πολύ κοντά του ώστε να αναπτύξει θερμοκρασίες στην επιφάνεια του αντίστοιχες με αυτές της Γης, από 0.3 AU για ένα άστρο όπως το Lacaille 8760 (π.χ. περίπου όπως η τροχιά του Ερμή σε σχέση με τον Ήλιο), έως και 0.032 AU για ένα άστρο όπως τον Εγγύτατο του Κενταύρου,[68] όπου σε ένα τέτοιο κόσμο το έτος θα διαρκούσε μόλις 6.3 ημέρες. Σε αυτές τις αποστάσεις η βαρύτητα του άστρου θα προκαλούσε παλιρροϊκό κλείδωμα, όπου η μια πλευρά του πλανήτη θα ήταν αιωνίως στραμμένη πως το άστρο, ενώ η άλλη θα βρισκόταν στη σκοτεινή πλευρά για πάντα. Ο μόνος τρόπος με τον οποίο θα μπορούσε πιθανώς να αναπτυχθεί η ζωή θα ήταν αν ο πλανήτης είχε μια αρκετά πυκνή ατμόσφαιρα ώστε να μεταφέρει τη θερμότητα του άστρου από τη φωτεινή στη σκοτεινή πλευρά, ή εναλλακτικά, αν υπήρχε ένας γίγαντας αερίων στην κατοικήσιμη ζώνη του άστρου, με ένα κατοικήσιμο δορυφόρο, ο οποίος θα κλειδωνόταν στον πλανήτη αντί στο άστρο, επιτρέποντας έτσι μια πιο ενιαία διανομή της ηλιακής ακτινοβολίας στον πλανήτη. Ωστόσο μια τόσο πυκνή ατμόσφαιρα πιθανώς να δημιουργούσε άλλα προβλήματα, μια και θα εμπόδιζε το ηλιακό φως από το να φτάσει στην επιφάνεια του πλανήτη, εμποδίζοντας έτσι τη φωτοσύνθεση.

Η απαισιοδοξία αυτή έχει ελαττωθεί με περαιτέρω αποτελέσματα που έχουν βρει οι έρευνες, και έχουν δείξει πως η ατμοσφαιρική πίεση ενός πλανήτη (υποθέτοντας πως περιέχει αέρια του θερμοκηπίου όπως CO2 και H2O) χρειάζεται να είναι μόλις 100 mbs, αριθμός που αντιστοιχεί στο 10% της ατμόσφαιρας της Γης, ώστε η θερμότητα του άστρου να είναι δυνατό να μεταφερθεί στη σκοτεινή πλευρά.[69] Μια τέτοια περίπτωση εμπίπτει σαφώς εντός των ορίων τα οποία απαιτούνται για τη φωτοσύνθεση, αν και τα αποθέματα νερού θα παρέμεναν παγωμένα στην σκοτεινή πλευρά. Επίσης, το θαλασσινό νερό θα μπορούσε να κυκλοφορήσει αποτελεσματικά χωρίς να παγώνει, αν οι ωκεάνιες λεκάνες ήταν αρκετά βαθιές ώστε να επιτρέπουν την ύπαρξη υποθαλάσσιων ρευμάτων κάτω από τον παγωμένο φλοιό του ωκεανού. Επιπλέον έρευνες, οι οποίες παίρνουν υπόψιν τους και την ποσότητα της φωτοσυνθετικής ενεργής ακτινοβολίας, προτείνουν πως οι πλανήτες που βρίσκονται σε παλιρροιακό κλείδωμα πιθανώς να είναι τουλάχιστο κατοικήσιμοι για ψηλά φυτά που θα μπορούσαν να αναπτυχθούν εκεί.[70]

Άλλοι παράγοντες περιορισμού κατοικησιμότητας

Το μέγεθος δεν είναι ο μόνος παράγοντας ο οποίος αποτρέπει την ανάπτυξη ζωής γύρω από τους κόκκινους νάνους. Σε ένα πλανήτη κοντά σε ένα τέτοιο άστρο, η φωτοσύνθεση στη σκοτεινή πλευρά θα ήταν αδύνατη μια και δε έβλεπε ποτέ τον ήλιο απευθείας. Στη φωτεινή πλευρά, μια και ο ήλιος ποτέ δεν θα έδυε ή θα ανέτειλε, οι πλευρές οι οποίες καλύπτονται από σκιές βουνών και άλλων υπερυψωμένων περιοχών θα παρέμεναν έτσι για πάντα. Η φωτοσύνθεση με τον τρόπο που γίνεται αντιληπτή σήμερα θα γινόταν ακόμα πιο περίπλοκη από το γεγονός ότι ένας κόκκινος νάνος παράγει το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας ως υπέρυθρη, ενώ στη Γη η φωτοσύνθεση εξαρτάται από το ορατό φως.
Αρχείο:4k video of the Sun's surface activity.oggPlay media
Η δραστηριότητα του άστρου όπως ηλιακές κηλίδες ή οι ηλιακές εκλάμψεις αποτελούν ένα σημαντικό παράγοντα ως προς την ποσότητα και ένταση ακτινοβολίας που δέχονται οι πλανήτες του ηλιακού συστήματος. Στιγμιότυπο μαγνητοσκόπησης του Ήλιου, ΝΑΣΑ, 2015.

Υπάρχουν ωστόσο και θετικά ενδεχόμενα στο παραπάνω σενάριο. Πολλά οικοσυστήματα στη Γη στηρίζονται στη χημειοσύνθεση αντί στη φωτοσύνθεση, με την πρώτη να είναι δυνατή σε ένα ηλιακό σύστημα ενός κόκκινου νάνου. Μια στατική τοποθεσία του κύριου άστρου σε σχέση με τον πλανήτη, δε δημιουργεί ανάγκη για τα φυτά να στρέψουν τα φύλλα τους προς τον ήλιο, ούτε και να εναρμονιστούν με τις διάφορες εναλλαγές φωτεινότητας και σκιάς, ή να αλλάξουν την κατανάλωση ενέργειας τους από την απευθείας φωτοσύνθεση κατά τη διάρκεια της ημέρας στην κατανάλωση των αποθηκευμένων αποθεμάτων ενέργειας τους κατά τη διάρκεια της νύχτας. Λόγω της έλλειψης εναλλαγής μεταξύ ημέρας και νύχτας, συμπεριλαμβανομένου και του ασθενούς φωτός του πρωινού και του βραδιού, θα υπήρχε πολύ περισσότερη ενέργεια διαθέσιμη για τα επίπεδα ακτινοβολίας αυτά.

Οι κόκκινοι νάνοι είναι πολύ πιο μεταβλητοί, ασταθείς και απρόβλεπτοι από ότι τα μεγαλύτερα άστρα. Συχνά είναι καλυμμένοι με ηλιακές κηλίδες οι οποίες μπορεί να ελαττώσουν τη φωτεινότητα έως και 40% για αρκετούς μήνες την κάθε φορά, ενώ σε άλλες περιπτώσεις εκπέμπουν γιγάντιες εκλάμψεις οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα η φωτεινότητα του άστρου να διπλασιαστεί μόλις μέσα σε λίγα λεπτά.[71] Τέτοιες απότομες μεταβολές μπορούν να είναι πολύ επιζήμιες για τη ζωή, καθώς δε θα κατέστρεφαν μόνο τα σύνθετα οργανικά στοιχεία τα οποία θα μπορούσαν να αποτελέσουν τη βάση για πιο σύνθετους οργανισμούς, αλλά επίσης θα κατέστρεφαν σημαντικό ποσοστό της ατμόσφαιρας των πλανητών.

Για να είναι δυνατό ένας πλανήτης γύρω από ένα κόκκινο νάνο να αναπτύξει ζωή, απαιτείται να υπάρχει ένα ταχέως περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο ώστε να προστατευθεί από την ακτινοβολία των ηλιακών εκλάμψεων. Όμως οι πλανήτες που βρίσκονται σε παλιρροϊκό κλείδωμα περιστρέφονται πολύ αργά, και έτσι δε μπορούν να παράγουν το φαινόμενο του δυναμό στον πυρήνα τους.

Ωστόσο, η περίοδος των βίαιων εκλάμψεων ενός κόκκινου νάνου εκτιμάται πως διαρκεί μόνο κατά τα πρώτα 1.2 δισεκατομμύρια χρόνια της ύπαρξης του. Αν ένας πλανήτης σχηματιστεί αρκετά μακριά από ένα κόκκινο νάνο έτσι ώστε να αποφύγει το παλιρροϊκό κλείδωμα, και κατόπιν μετακινηθεί προς την κατοικήσιμη ζώνη του άστρου μετά το πέρας της αρχικής ταραχώδους περιόδου των εκλάμψεων, είναι πιθανό πως η ζωή μπορεί να έχει μια ευκαιρία να αναπτυχθεί.[72]

Διάρκεια ύπαρξης

Πέρα από όλες τις δυσκολίες, υπάρχει ένα μεγάλο πλεονέκτημα το οποίο οι κόκκινοι νάνοι έχουν έναντι των άλλων μεγαλύτερων άστρων για την ανάπτυξη ζωής, μια και έχουν πάρα πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής. Για παράδειγμα, πέρασαν 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν εμφανιστεί η ανθρωπότητα στη Γη, και οι συνθήκες για την υποστήριξη ζωής θα συνεχιστούν για ακόμα 1[73] με 2.3[74] δισεκατομμύρια έτη ακόμα. Όμως οι κόκκινοι νάνοι, μπορούν να υπάρξουν για τρισεκατομμύρια χρόνια μια και οι πυρηνικές αντιδράσεις στο εσωτερικό τους συμβαίνουν πολύ πιο αργά σε σχέση με τα μεγαλύτερα άστρα, δίνοντας έτσι πολύ περισσότερο χρόνο έτσι στην ευκαιρία για εμφάνιση και ανάπτυξη ζωής.

Ενώ οι πιθανότητες εύρεσης ενός πλανήτη στην κατοικήσιμη ζώνη γύρω από κάποιον κόκκινο νάνο είναι ελάχιστες, το συνδυασμένο σύνολο των διαθέσιμων κατοικήσιμων ζωνών γύρω από όλους τους κόκκινους νάνους ισούται με το σύνολο των διαθέσιμων κατοικήσιμων ζωνών γύρω από όλα τα άλλα άστρα, μια και οι κόκκινοι νάνοι είναι εξαιρετικά πολυάριθμοι.[75] Επίσης, οι κατοικήσιμες ζώνες των κόκκινων νάνων διαρκούν περισσότερο λόγω της μεγάλης μακροβιότητας των άστρων αυτών.[76]

Υπερμεγέθεις αστέρες

Τα πολύ μεγάλα άστρα, μεγαλύτερα από 100 ηλιακές μάζες, θα μπορούσαν να έχουν εκατοντάδες πλανήτες παρομοίου μεγέθους με τον Ερμή εντός της κατοικήσιμης ζώνης τους. Τέτοια συστήματα θα μπορούσαν επίσης να περιέχουν καφέ νάνους και άστρα χαμηλής μάζας (~0.1-0.3 ηλιακές μάζες).[77] Όμως η πολύ χαμηλή διάρκεια ζωής άστρων που έχουν λίγες ηλιακή μάζα μετά βίας θα άφηνε χρόνο για ένα πλανήτη να ψυχρανθεί, πόσο μάλλον το να υπάρξει ο χρόνος για να αναπτυχθεί μια σταθερή βιόσφαιρα. Τα υπερμεγέθη άστρα επομένως αποκλείονται ως πιθανές εστίες ζωής.

Ωστόσο, ένας υπερμεγέθης αστέρας θα μπορούσε να γίνει ο προπομπός της εμφάνισης ζωής, με την υπερκαινοφανή έκρηξη του στο κεντρικό μέρος του ηλιακού συστήματος. Η έκρηξη θα διασκόρπιζε τα βαρέα υλικά στις εγγύς περιοχές του, τα οποία είχαν δημιουργηθεί κατά τη φάση της δημιουργίας του άστρου, και τα ηλιακά συστήματα με τα άστρα χαμηλής μάζας θα ωφελούνταν από την άφθονη προμήθεια των υλικών αυτών. Η υπόθεση αυτή δεν εξασφαλίζει τίποτα όμως σχετικά με το τι είδους πλανήτες θα σχηματίζονταν ή ποια θα ήταν η καταλληλότητα τους για κατοικησιμότητα.

Η γαλαξιακή γειτονιά

Μαζί με τα χαρακτηριστικά των πλανητών και των αστρικών συστημάτων τους, το ευρύτερο γαλαξιακό περιβάλλον μπορεί επίσης να επηρεάσει την κατοικησιμότητα. Οι επιστήμονες σκέφτηκαν το ενδεχόμενο πως κάποιες περιοχές των γαλαξιών είναι περισσότερο κατάλληλες για ανάπτυξη ζωής από ότι κάποιες άλλες, με το ηλιακό σύστημα στο οποίο βρίσκεται η Γη, στο άκρο του Ωρίωνα (Orion Spur), στην άκρη του Γαλαξία να θεωρείται ως ένα ευνοϊκό σημείο για τη ζωή μια και:[78]

Η θέση του Ήλιου μέσα στον Γαλαξία, με τις τιμές των γαλαξιακών συντεταγμένων.
δεν βρίσκεται μέσα σε ένα σφαιρωτό σμήνος όπου οι τεράστιες πυκνότητες των άστρων είναι εχθρικές προς τη ζωή, εκπέμπουν υπερβολική ακτινοβολία και έχουν βαρυτικές διαταράξεις. Τα σφαιρωτά σμήνη επίσης αποτελούνται κυρίως από παλαιότερα, ενδεχομένως φτωχά σε μέταλλα, άστρα. Επιπλέον, στα σμήνη αυτά, οι μεγάλες ηλικίες των άστρων θα σήμαινε πως θα υπήρχαν πολλές αλλαγές κατά τη διάρκεια της ζωής τους, όπου και λόγω της κοντινής απόστασης τους οι αλλαγές αυτές θα επιδρούσαν συνδυαστικά και θα προκαλούσαν σοβαρές ζημιές στη ζωή των πλανητών γύρω τους, αν οι πλανήτες είχαν καταφέρει να σχηματιστούν εξ αρχής.
δεν βρίσκεται κοντά σε μια ενεργή πηγή ακτίνων γ
δεν βρίσκεται κοντά στο κέντρο των γαλαξιών όπου οι πυκνότητες των άστρων αυξάνουν την πιθανότητα για ύπαρξη ιονισμένης ακτινοβολίας (π.χ. από μάγναστρα και υπερκαινοφανείς). Στο κέντρο του Γαλαξία θεωρείται πως υπάρχει μια υπερμεγεθής μαύρη τρύπα η οποία αποτελεί κίνδυνο για τα κοντινά σώματα.
η κυκλική τροχιά του Ήλιου γύρω από το κέντρο του γαλαξία τον κρατάει εκτός των άκρων του γαλαξία όπου η έντονη ακτινοβολία και βαρυτικές δυνάμεις θα οδηγούσαν σε διαταραχές.[79]

Επομένως, η σχετική απομόνωση είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό των συστημάτων που υποστηρίζουν ζωή. Αν ο Ήλιος ήταν συνωστισμένος ανάμεσα σε άλλα συστήματα η πιθανότητα να βρίσκεται κοντά σε επικύνδινες πηγές ακτινοβολίας θα ήταν πολύ μεγάλη. Επίσης, τα άλλα κοντινά αστρικά σώματα θα μπορούσαν να διαταράξουν την σταθερότητα άλλων σωμάτων που βρίσκονται σε τροχιά, όπως αντικείμενα από το νέφος του Όορτ και τη ζώνη του Κάιπερ, τα οποία θα έφερναν την καταστροφή αν χτυπούσαν το εσωτερικό Ηλιακό σύστημα.

Ενώ η συσσώρευση πολλών άστρων είναι μειονεκτική για τη ζωή, το ίδιο συμβαίνει και με την ακραία απομόνωση. Ένα άστρο με αφθονία μετάλλων όση και ο Ήλιος, δε θα είχε καταφέρει να σχηματιστεί στις εσχατιές του Γαλαξία όπου υπάρχει μείωση της διαθεσιμότητας των μετάλλων καθώς και παρατηρείται μια γενική απουσία σχηματισμού άστρων. Έτσι μια τοποθεσία στα περίχωρα του Γαλαξία είναι προτιμότερη από το κέντρο ή τα άκρα του, ως προς το ενδεχόμενο κατοικησιμότητας.[80]

Άλλες εκτιμήσεις
Εναλλακτική βιοχημεία

Κύριο λήμμα: Υποθετικοί τύποι βιοχημείας

Ενώ οι περισσότερες έρευνες για την εξωγήινη ζωή ξεκινούν με την υπόθεση πως οι ανεπτυγμένες μορφές ζωής πρέπει να έχουν παρόμοιες απαιτήσεις με τη ζωή στη Γη, η υπόθεση για άλλες μορφές βιοχημείας ανοίγουν την πιθανότητα να υπάρχει ζωή η οποία εξελίσσεται γύρω από ένα διαφορετικό τύπο μεταβολικού μηχανισμού. Βάσει της υπόθεσης της Σπάνιας Γης, οι πλανήτες σαν τη Γη μπορεί να είναι πολύ σπάνιοι, αλλά η ύπαρξη ζωής που δε στηρίζεται σε μορφές άνθρακα θα μπορούσε να εμφανιστεί σε άλλα περιβάλλοντα. Η πιο συχνά αναφερόμενη εναλλακτική βιοχημεία αναφέρεται στη ζωή με βάση το πυρίτιο αντί για άνθρακα, ενώ η αμμωνία μερικές φορές προτείνεται ως εναλλακτικό διάλυμα αντί για το νερό.

Υπάρχουν ακόμα πιο διαφορετικές ιδέες οι οποίες επικεντρώνονται σε σώματα τα οποία είναι ολότελα διαφορετικά από πλανήτες σαν τη Γη. Ο αστρονόμος Φρανκ Ντρέικ, γνωστός για την εξίσωση του Ντρέικ και υποστηρικτής της έρευνας για την εξωγήινη ζωή, φαντάστηκε πως θα ήταν η ζωή σε ένα αστέρα νετρονίων, όπου μικροσκοπικά πυρηνικά μόρια θα συνδυάζονταν για να δημιουργήσουν πλάσματα τα οποία θα είχαν ένα κύκλο ζωής εκατομμύρια φορές συντομότερο από ότι η ζωή στη Γη,[81] με την ιδέα αυτή να χαρακτηρίζεται ευφάνταστη και διασκεδαστική και να οδηγεί σε αναπαραστάσεις βγαλμένες από την επιστημονική φαντασία.[82] Ο Καρλ Σάγκαν, ένας άλλος διάσημος επιστήμονας ο οποίος υποστήριζε σθεναρά την αναζήτηση για εξωγήινη ζωή, σε μια μελέτη του 1976 θεώρησε την πιθανότητα πως μπορεί να υπάρχουν οργανισμοί στον Δία οι οποίοι επιζούν στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας του.[83][84]
Κατάλληλοι γίγαντες αερίων

Οι γίγαντες αερίων όπως ο Δίας, οι οποίοι διατηρούν τις κυκλικές τροχιές τους αρκετά μακριά από την κατοικήσιμη ζώνη έτσι ώστε να μη τη διαταράσσουν αλλά και αρκετά κοντά ώστε να προστατεύουν τους βραχώδεις πλανήτες οι οποίοι βρίσκονται πιο κοντά στο άστρο, είναι επίσης σημαντικοί. Πρώτα από όλα, βοηθούν στη σταθερότητα των τροχιών των πλανητών και επομένως και του κλίματος τους. Κατά δεύτερο λόγο, κρατούν το εσωτερικό ηλιακό σύστημα σχετικά καθαρό από κομήτες και αστεροειδείς οι οποίοι θα μπορούσαν να προκαλέσουν μεγάλες καταστροφές.[85] Η τροχιά του Δία βρίσκεται σε απόσταση από τον Ήλιο 5 φορές μεγαλύτερη από ότι η απόσταση της Γης από τον Ήλιο. Αυτή είναι περίπου και η κατάλληλη απόσταση στην οποία θα αναμενόταν να βρεθούν κατάλληλοι γίγαντες αερίων σε άλλα ηλιακά συστήματα. Η χρησιμότητα του Δια φάνηκε με εντυπωσιακό τρόπο το 1994 όταν ο κομήτης Σουμέηκερ-Λέβυ προσέκρουσε πάνω του. Αν η βαρύτητα του Δία δεν είχε τραβήξει τον κομήτη αυτός θα συνέχιζε την πορεία του προς το εσωτερικό ηλιακό σύστημα.

Οι καφέ κηλίδες στον πλανήτη Δία είναι οι περιοχές τις οποίες έπληξε ο κομήτης Σουμέηκερ-Λέβυ, φωτογραφία του 1994.

Ωστόσο τα πράγματα δεν είναι και τόσο απλά, μια και περαιτέρω έρευνες[86][87][88][89] έδειξαν πως ο ρόλος του Δία στον καθορισμό του ρυθμού με τον οποίο τα διάφορα ουράνια σώματα όπως κομήτες και αστεροειδείς προσκρούουν στη Γη, είναι πολύ πιο περίπλοκος από ότι αρχικά είχε υποτεθεί. Ενώ είναι αλήθεια πως λειτουργεί ως ασπίδα έναντι στους κομήτες οι οποίοι έχουν μακρά περίοδο επανεμφάνισης (και έχουν μια μικρή μόνο πιθανότητα πρόσκρουσης με τη Γη), αντίθετα φαίνεται να αυξάνει τον ρυθμό με τον οποίο αστεροειδείς και κομήτες με μικρή περίοδο επανεμφάνισης κατευθύνονται προς τη Γη. Αν η επίδραση του Δία απουσίαζε, είναι πιθανό πως η Γη θα είχε σημαντικά λιγότερες προσκρούσεις ουράνιων αντικειμένων. Βάσει αυτής της παρατήρησης, η παρουσία αερίων γιγάντων δεν αποτελεί προϋπόθεση για πλανητική κατοικησιμότητα, και έτσι ίσως είναι καλύτερα η αναζήτηση για ζωή εκτός του ηλιακού συστήματος της Γης να επικεντρώνεται σε συστήματα όπου δεν υπάρχουν γίγαντες αερίων μια και θα υπάρχουν λιγότερα ουράνια σώματα τα οποία πιθανώς να απειλήσουν τους πλανήτες όπου μπορεί να αναπτυχθεί ζωή.

Ο ρόλος του Δία στην πρώιμη ιστορία του Ηλιακού συστήματος είναι κάπως καλύτερα εξακριβωμένος, χωρίς πολλές διαφωνίες μεταξύ των ειδικών. Στις αρχές του Ηλιακού συστήματος, εκτιμάται πως ο Δίας διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στην ενυδάτωση της Γης, μια και αύξησε την εκκεντρότητα της τροχιάς της ζώνης αστεροειδών και έτσι έκανε πολλούς από τους αστεροειδείς να διασταυρωθούν με την τροχιά της Γης και να την προμηθεύσουν με σημαντικά στοιχεία όπως νερό σε μορφή πάγου. Πριν η Γη αποκτήσει το μισό από τον τωρινό όγκο της, τα παγωμένα ουράνια σώματα από την περιοχή του Δία και του Κρόνου καθώς και μικρότερα σώματα από τη ζώνη των αστεροειδών προμήθευσαν τον πλανήτη με νερό.[90] Έτσι οι αέριοι γίγαντες πέρα από τον ρόλο τους ως προστάτες, ήταν κάποτε οι ιθύνοντες για την προμήθεια των απαραίτητων συστατικών για την κατοικησιμότητα της Γης.

Σε αντίθεση, οι γίγαντες αερίων οι οποίοι διατηρούν τροχιά πολύ κοντά στην κατοικήσιμη ζώνη αλλά δε βρίσκονται εντός της (όπως ο 47 Ursae Majoris), ή έχουν μια υψηλή ελλειπτική τροχιά η οποία διασταυρώνεται με την κατοικήσιμη ζώνη (όπως ο 16 Cygni B), κάνουν πολύ δύσκολες τις συνθήκες για την ανάπτυξη ενός πλανήτη παρόμοιου με τη Γη εντός αυτού του υποθετικού ηλιακού συστήματος. Ωστόσο, κατά τη διαδικασία της μετακίνησης του προς την κατοικήσιμη ζώνη, ένας γίγαντας αερίων με το μέγεθος του Δία ενδεχομένως να κλειδώσει ένα βραχώδη πλανήτη ως φυσικό δορυφόρο του. Ακόμα και αν ένας τέτοιος πλανήτης είναι αρχικά χαλαρά κλειδωμένος και ακολουθεί μια ισχυρή κεκλιμένη τροχιά, οι βαρυτικές αλληλεπιδράσεις με το άστρο του ηλιακού συστήματος μπορούν να τον σταθεροποιήσουν ως δορυφόρο σε μια κοντινή και κυκλική τροχιά με τον γίγαντα αερίων η οποία έχει κοινά χαρακτηριστικά με την τροχιά του πλανήτη γύρω από το άστρο.[91]

Υπάρχει επίσης θεωρία σύμφωνα με την οποία κάποιοι γίγαντες αερίων μπορούν να μετατραπούν σε βραχώδεις πλανήτες, όπως ενδεχομένως να συνέβη με τον Ποσειδώνα.[92]

Ο αντίκτυπος της ζωής στην κατοικησιμότητα

Συμπληρωματική με τους παράγοντες που επηρεάζουν την εμφάνιση της ζωής, είναι η ιδέα πως η ίδια η ζωή όταν εμφανιστεί αποτελεί ένα παράγοντα κατοικησιμότητας από μόνη της. Για παράδειγμα στη Γη η παραγωγή του οξυγόνου ξεκίνησε από τα αρχαία κυανοβακτήρια, και κατόπιν από τα φυτά που κάνουν φωτοσύνθεση, οδηγώντας έτσι σε μια δραστική αλλαγή της σύνθεσης της γήινης ατμόσφαιρας. Το οξυγόνο αργότερα υπήρξε καταλυτικός παράγοντας για την ανάπτυξη των ειδών των ζώων. Η υπόθεση της Γαίας είναι μια ομάδα επιστημονικών θεωριών σχετικά με την γεωβιόσφαιρα, η οποία αναπτύχθηκε από τον Τζέιμς Λάβλοκ το 1975, και υποστηρίζει πως η ζωή ως συλλογική οντότητα καλλιεργεί και συντηρεί τις κατάλληλες συνθήκες στο περιβάλλον έτσι ώστε να οδηγεί στη δημιουργία ενός πλανητικού περιβάλλοντος το οποίο θα είναι κατάλληλο για την επιβίωση της. Παρομοίως, μετά τον Λάβλοκ υπήρξαν και άλλες θεωρείς οι οποίες υποστηρίζουν την υπόθεση περί ζωντανών κόσμων όπου η κατανόηση για το τι συνιστά κατοικησιμότητα δε μπορεί να διαχωριστεί από την ίδια τη ζωή σε ένα πλανήτη. Οι πλανήτες οι οποίοι είναι γεωλογικά και μετεωρολογικά ενεργοί είναι πολύ πιο πιθανό να είναι και βιολογικά ενεργοί έτσι ώστε ο πλανήτης και η ζωή πάνω του να εξελίσσονται παράλληλα.[93]

Σημειώσεις

Το λήμμα αυτό αποτελεί μια ανάλυση της πλανητικής κατοικησιμότητας από την οπτική των σύγχρονων φυσικών επιστημών. Δεν ασχολείται με την ιστορική ανασκόπηση της φιλοσοφίας σχετικά με τη ζωή σε άλλους πλανήτες (Κοσμικός πλουραλισμός και Πεποιθήσεις για την ύπαρξη εξωγήινης ζωής) παρά μόνο παραθέτει μια σύντομη αναφορά. Την πιθανότητα ύπαρξης εξωγήινης ζωής περιγράφουν η εξίσωση του Ντρέικ καθώς και το παράδοξο του Φέρμι. Επίσης οι πλανήτες στην επιστημονική φαντασία είναι χαρακτηριστικό του συγκεκριμένου είδους λογοτεχνίας.

Η ζωή φαίνεται πως εμφανίστηκε στη Γη περίπου 500 εκατομμύρια έτη μετά τον σχηματισμό του πλανήτη. Τα άστρα τύπου "Α" (τα οποία λάμπουν για περίπου 600 εκ. με 1.2 δις. χρόνια) καθώς και ένα μικρό μέρος των άστρων τύπου Β (τα οποία διατηρούν τη λαμπρότητα τους για περίπου 10 με 600 εκ. έτη) εμπίπτουν σε αυτό το χρονικό πλαίσιο. Θεωρητικά τουλάχιστον η ζωή θα μπορούσε να εμφανιστεί σε τέτοια συστήματα, αλλά είναι σχεδόν βέβαιο πως δε θα μπορούσε να φτάσει σε ένα εξελιγμένο επίπεδο λόγω αυτών των χρονικών περιορισμών, καθώς και εξαιτίας των αυξήσεων της ακτινοβολίας του άστρου οι οποίες θα συνέβαιναν πολύ γρήγορα. Η ζωή γύρω από ένα άστρου τύπου "Ο" είναι εξαιρετικά απίθανη, καθώς αυτά λάμπουν για μόλις κάτι λιγότερο από 10 εκατομμύρια έτη.

Παραπομπές

«2014 Astrobiology Strategic Plan - astrobiology.nasa.gov». Astrobiology: Roadmap. NASA. Ανακτήθηκε στις 2007-08-11.
«Lucian's Science Fiction Novel True Histories: Interpretation and Commentary - brill.com».
Wolszczan, A.; Frail, D. A. (9 January 1992). «A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257 + 12». Nature 355 (6356): 145–147. doi:10.1038/355145a0. Bibcode: 1992Natur.355..145W
Wolszczan, A (April 22, 1994). «Confirmation of Earth Mass Planets Orbiting the Millisecond Pulsar PSR:B1257+12». Science 264 (5158): 538–42. doi:10.1126/science.264.5158.538. PMID 17732735. Bibcode: 1994Sci...264..538W
Loeb, Abraham (October 2014). «The Habitable Epoch of the Early Universe». International Journal of Astrobiology 13 (04): 337-339. doi:10.1017/S1473550414000196. Ανακτήθηκε στις 15 December 2014.
Loeb, Abraham (2 December 2013). «The Habitable Epoch of the Early Universe» (PDF). Arxiv. Ανακτήθηκε στις 15 December 2014.
Dreifus, Claudia (2 December 2014). «Much-Discussed Views That Go Way Back - Avi Loeb Ponders the Early Universe, Nature and Life». New York Times. Ανακτήθηκε στις 3 December 2014.
Rampelotto, P.H. (2010). «Panspermia: A Promising Field Of Research» (PDF). Astrobiology Science Conference. Ανακτήθηκε στις 3 December 2014.
Graham, Robert W. (February 1990). «NASA Technical Memorandum 102363 - Extraterrestrial Life in the Universe» (PDF). NASA (Lewis Research Center, Ohio). Ανακτήθηκε στις July 7, 2014.
Altermann, Wladyslaw (2008). «From Fossils to Astrobiology - A Roadmap to Fata Morgana?». Στο: Seckbach, Joseph; Walsh, Maud. From Fossils to Astrobiology: Records of Life on Earth and the Search for Extraterrestrial Biosignatures. 12, σελ. xvii. ISBN 1-4020-8836-1.
Horneck, Gerda; Petra Rettberg (2007). Complete Course in Astrobiology. Wiley-VCH. ISBN 3-527-40660-3.
Davies, Paul (18 November 2013). «Are We Alone in the Universe?». New York Times. Ανακτήθηκε στις 20 November 2013.
Overbye, Dennis (6 January 2015). «As Ranks of Goldilocks Planets Grow, Astronomers Consider What’s Next». New York Times. Ανακτήθηκε στις 6 January 2015.
Overbye, Dennis (4 November 2013). «Far-Off Planets Like the Earth Dot the Galaxy». New York Times. Ανακτήθηκε στις 5 November 2013.
Petigura, Eric A.; Howard, Andrew W.; Marcy, Geoffrey W. (31 October 2013). «Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. doi:10.1073/pnas.1319909110. Bibcode: 2013PNAS..11019273P. Ανακτήθηκε στις 5 November 2013.
Khan, Amina (4 November 2013). «Milky Way may host billions of Earth-size planets». Los Angeles Times. Ανακτήθηκε στις 5 November 2013.
Turnbull, Margaret C.; Tarter, Jill C. (March 2003). «Target selection for SETI: A catalog of nearby habitable stellar systems» (PDF). The Astrophysical Journal Supplement Series 145: 181–198. doi:10.1086/345779. Bibcode: 2003ApJS..145..181T.
«Star tables». California State University, Los Angeles. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2008-06-14. Ανακτήθηκε στις 2010-08-12.
Kasting, James F.; Whittet, DC; Sheldon, WR (August 1997). «Ultraviolet radiation from F and K stars and implications for planetary habitability». Origins of Life and Evolution of Biospheres 27 (4): 413–420. doi:10.1023/A:1006596806012. PMID 11536831.
Guinan, Edward; Cuntz, Manfred (August 10, 2009). «The violent youth of solar proxies steer course of genesis of life». International Astronomical Union. Ανακτήθηκε στις 2009-08-27.
Astronomy & Astrophysics (December 13, 2007). Gliese 581: one planet might indeed be habitable. Δελτίο τύπου. Ανακτήθηκε στις 2008-04-07.[νεκρός σύνδεσμος]
(Ελληνικά) «Οι πιο κατοικήσιμοι πλανήτες». TVXS - TV Χωρίς Σύνορα. 24 Νοε. 2011. Ανακτήθηκε στις 26 Μαΐου 2015.
Staff (September 20, 2012). «LHS 188 -- High proper-motion Star». Centre de données astronomiques de Strasbourg. Ανακτήθηκε στις 2012-09-20.
Méndez, Abel (August 29, 2012). «A Hot Potential Habitable Exoplanet around Gliese 163». University of Puerto Rico at Arecibo. Ανακτήθηκε στις 2012-09-20.
Redd, Nola Taylor (September 20, 2012). «Newfound Alien Planet a Top Contender to Host Life». Space.com. Ανακτήθηκε στις 2012-09-20.
«Planets May Keep Warmer In A Cool Star System». Redorbit. 2013-07-19.
Astrobiology, The Effect of Host Star Spectral Energy Distribution and Ice-Albedo Feedback on the Climate of Extrasolar Planets, Aomawa L. Shields, Victoria S. Meadows, Cecilia M. Bitz, Raymond T. Pierrehumbert, Manoj M. Joshi, and Tyler D. Robinson. Astrobiology. -Not available-, ahead of print. doi:10.1089/ast.2012.0961. Online Ahead of Print: July 15, 2013, http://online.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ast.2012.0961
Kasting, James F.; Whitmore, Daniel P.; Reynolds, Ray T. (1993). «Habitable Zones Around Main Sequence Stars» (PDF). Icarus 101 (1): 108–128. doi:10.1006/icar.1993.1010. PMID 11536936. Bibcode: 1993Icar..101..108K. Ανακτήθηκε στις 2007-08-06.
Williams, Darren M.; Kasting, James F.; Wade, Richard A. (January 1997). «Habitable moons around extrasolar giant planets». Nature 385 (6613): 234–236. doi:10.1038/385234a0. PMID 9000072. Bibcode: 1996DPS....28.1221W.
«The Little Ice Age». Department of Atmospheric Science. University of Washington. Ανακτήθηκε στις 2007-05-11.
«18 Scorpii». www.solstation.com. Sol Company. Ανακτήθηκε στις 2007-05-11.
Santos, Nuno C.; Israelian, Garik; Mayor, Michael (2003). «Confirming the Metal-Rich Nature of Stars with Giant Planets» (PDF). Proceedings of 12th Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems, and The Sun. University of Colorado at Boulder. Ανακτήθηκε στις 2007-08-11.
«Could there be life in the outer solar system?». Millennium Mathematics Project, Videoconferences for Schools. University of Cambridge. 2002. Ανακτήθηκε στις 2007-08-05.[νεκρός σύνδεσμος]
«An interview with Dr. Darren Williams». Astrobiology: The Living Universe. 2000. Ανακτήθηκε στις 2007-08-05.
Borucki, William J.; Koch, David G; Basri, Gibor; Batalha, Natalie; Brown, Timothy M.; et al. (1 February 2011). «Characteristics of planetary candidates observed by Kepler, II: Analysis of the first four months of data». arXiv:1102.0541 [astro-ph.EP].
«NASA Finds Earth-size Planet Candidates in Habitable Zone, Six Planet System». NASA. 2011-02-02. Ανακτήθηκε στις 2011-02-02.
Grant, Andrew (8 March 2011). «Exclusive: "Most Earth-Like" Exoplanet Gets Major Demotion—It Isn’t Habitable». 80beats. Discover Magazine. Ανακτήθηκε στις 2011-03-09.[νεκρός σύνδεσμος]
Borenstein, Seth (19 February 2011). «Cosmic census finds crowd of planets in our galaxy». Associated Press. Ανακτήθηκε στις 2011-02-19.
Ward & Brownlee 2000, σελ. 191–220
«The Heat History of the Earth». Geolab. James Madison University. Ανακτήθηκε στις 2007-05-11.
Raymond, Sean N.; Quinn, Thomas; Lunine, Jonathan I. (January 2007). «High-resolution simulations of the final assembly of Earth-like planets 2: water delivery and planetary habitability». Astrobiology 7 (1): 66–84. doi:10.1089/ast.2006.06-0126. PMID 17407404. Bibcode: 2007AsBio...7...66R.
«Earth: A Borderline Planet for Life?». Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. 2008. Ανακτήθηκε στις 2008-06-04.
Nave, C. R.. «Magnetic Field of the Earth». HyperPhysics. Georgia State University. Ανακτήθηκε στις 2007-05-11.
Ward & Brownlee 2000, σελ. 122–123
Bortman, Henry (June 22, 2005). «Elusive Earths». Astrobiology Magazine. Ανακτήθηκε στις 2007-05-11.
Penn State University (August 25, 2003). Planetary Tilt Not A Spoiler For Habitation. Δελτίο τύπου. Ανακτήθηκε στις 2007-05-11.
Lasker, J.; Joutel, F.; Robutel, P. (July 1993). «Stabilization of the earth's obliquity by the moon». Nature 361 (6413): 615–617. doi:10.1038/361615a0. Bibcode: 1993Natur.361..615L.
«Organic Molecule, Amino Acid-Like, Found In Constellation Sagittarius». ScienceDaily. 2008. Ανακτήθηκε στις 2008-12-20.
Darling, David. «Elements, biological abundance». The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. Ανακτήθηκε στις 2007-05-11.
«How did chemistry and oceans produce this?». The Electronic Universe Project. University of Oregon. Ανακτήθηκε στις 2007-05-11.
«How did the Earth Get to Look Like This?». The Electronic Universe Project. University of Oregon. Ανακτήθηκε στις 2007-05-11.
«Understand the evolutionary mechanisms and environmental limits of life». Astrobiology: Roadmap. NASA. September 2003. Ανακτήθηκε στις 2007-08-06.
Hart, Stephen (June 17, 2003). «Cave Dwellers: ET Might Lurk in Dark Places». Space.com. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2003-06-20. Ανακτήθηκε στις 2007-08-06.
Lindsay, J; Brasier, M (2006). «Impact Craters as biospheric microenvironments, Lawn Hill Structure, Northern Australia». Astrobiology 6 (2): 348–363. doi:10.1089/ast.2006.6.348. PMID 16689651. Bibcode: 2006AsBio...6..348L.
McKay, Christopher (June 2002). «Too Dry for Life: The Atacama Desert and Mars» (PDF). Ames Research Center. NASA. Ανακτήθηκε στις 2009-08-26.
Navarro-González, Rafael; McKay, Christopher P. (November 7, 2003). «Mars-Like Soils in the Atacama Desert, Chile, and the Dry Limit of Microbial Life». Science 302 (5647): 1018–1021. doi:10.1126/science.1089143. PMID 14605363. Bibcode: 2003Sci...302.1018N.
Webster, Guy; Brown, Dwayne (22 July 2011). «NASA's Next Mars Rover To Land At Gale Crater». NASA JPL. Ανακτήθηκε στις 2011-07-22.
Chow, Dennis (22 July 2011). «NASA's Next Mars Rover to Land at Huge Gale Crater». Space.com. Ανακτήθηκε στις 2011-07-22.
Amos, Jonathan (22 July 2011). «Mars rover aims for deep crater». BBC News. Ανακτήθηκε στις 2011-07-22.
Schuerger, Andrew C.; Golden, D. C.; Ming, Doug W. (20 July 2012). «Biotoxicity of Mars soils:1. Dry deposition of analog soils on microbial colonies and survival under Martian conditions» (PDF). Elsevier -Planetary and Space Science. Ανακτήθηκε στις 2013-06-06.
Beaty, David W.; et al. (July 14, 2006), «MEPAG SR-SAG (2006) Unpublished white paper», στο: the Mars Exploration Program Analysis Group (MEPAG), Findings of the Mars Special Regions Science Analysis Group, Jet Propulsion Laboratory - NASA, σελ. 17, ανακτήθηκε στις 2013-06-06
Cockell, Charles S.; Balme, Matt; Bridges, John C.; Davila, Alfsonso; Schwenzer, Susanne P. (January 2012). «Uninhabited habitats on Mars» (PDF). Icarus 217: 184–193. doi:10.1016/j.icarus.2011.10.025. Bibcode: 2012Icar..217..184C.
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (January 30, 2006). Most Milky Way Stars Are Single. Δελτίο τύπου. Ανακτήθηκε στις 2007-06-05.
«Stars and Habitable Planets». www.solstation.com. Sol Company. Ανακτήθηκε στις 2007-06-05.
Boss, Alan (January 2006). «Planetary Systems can from around Binary Stars (Press release)». Carnegie Institution. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2011-05-15. Ανακτήθηκε στις 5 June 2007.
(Ελληνικά) Καφαντάρης, Τάσος (09/02/2014). «Η Αλλη Γη, στο Α του Κενταύρου». Το Βήμα. Ανακτήθηκε στις 26 Μαΐου 2015.
Wiegert, Paul A.; Holman, Matt J. (April 1997). «The stability of planets in the Alpha Centauri system». The Astronomical Journal 113 (4): 1445–1450. doi:10.1086/118360. Bibcode: 1997AJ....113.1445W.
«Habitable zones of stars». NASA Specialized Center of Research and Training in Exobiology. University of Southern California, San Diego. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2000-11-21. Ανακτήθηκε στις 2007-05-11.
Joshi, M. M.; Haberle, R. M.; Reynolds, R. T. (October 1997). «Simulations of the Atmospheres of Synchronously Rotating Terrestrial Planets Orbiting M Dwarfs: Conditions for Atmospheric Collapse and the Implications for Habitability» (PDF). Icarus 129 (2): 450–465. doi:10.1006/icar.1997.5793. Bibcode: 1997Icar..129..450J.
Heath, Martin J.; Doyle, Laurance R.; Joshi, Manoj M.; Haberle, Robert M. (1999). «Habitability of Planets Around Red Dwarf Stars» (PDF). Origins of Life and Evolution of the Biosphere 29 (4): 405–424. doi:10.1023/A:1006596718708. PMID 10472629. Ανακτήθηκε στις 2007-08-11.
Croswell, Ken (27 January 2001). «Red, willing and able». New Scientist. Ανακτήθηκε στις 2007-08-05.
Cain, Fraser; Gay, Pamela (2007). «AstronomyCast episode 40: American Astronomical Society Meeting, May 2007». Universe Today. Ανακτήθηκε στις 2007-06-17.
University of Washington (January 13, 2003). 'The end of the world' has already begun, UW scientists say. Δελτίο τύπου. Ανακτήθηκε στις 2007-06-05.[νεκρός σύνδεσμος]
Li, King-Fai; Pahlevan, Kaveh; Kirschvink, Joseph L.; Yung, Yuk L. (2009). «Atmospheric pressure as a natural climate regulator for a terrestrial planet with a biosphere». Proceedings of the National Academy of Sciences 106 (24): 9576–9579. doi:10.1073/pnas.0809436106. PMID 19487662. PMC 2701016. Bibcode: 2009PNAS..106.9576L. Ανακτήθηκε στις 2009-07-19.
«M Dwarfs: The Search for Life is On, Interview with Todd Henry». Astrobiology Magazine. August 29, 2005. Ανακτήθηκε στις 2007-08-05.
Cain, Fraser. «Red Dwarf Stars». Universe Today. Ανακτήθηκε στις 2011-12-16.
Kashi, Amit; Soker, Noam (2011). «The outcome of the protoplanetary disk of very massive stars, January 2011». New Astronomy 16: 27–32. doi:10.1016/j.newast.2010.06.003. Bibcode: 2011NewA...16...27K.
Mullen, Leslie (May 18, 2001). «Galactic Habitable Zones». Astrobiology Magazine. Ανακτήθηκε στις 2007-08-05.
Ward & Brownlee 2000, σελ. 26–29
Dorminey, Bruce (July 2005). «Dark Threat». Astronomy Magazine 33: 40–45. Bibcode: 2005Ast....33g..40D.
Drake, Frank (1973). «Life on a Neutron Star». Astronomy 1 (5): 5.
Darling, David. «Neutron star, life on». The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. Ανακτήθηκε στις 2009-09-05.
Sagan, C.; Salpeter, E. E. (1976). «Particles, environments, and possible ecologies in the Jovian atmosphere». The Astrophysical Journal Supplement Series 32: 737. doi:10.1086/190414. Bibcode: 1976ApJS...32..737S.
Darling, David. «Jupiter, life on». The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. Ανακτήθηκε στις 2007-08-06.
Bortman, Henry (September 29, 2004). «Coming Soon: "Good" Jupiters». Astrobiology Magazine. Ανακτήθηκε στις 2007-08-05.
Horner, Jonathan; Jones, Barrie (December 2010). «Jupiter - Friend or Foe? An answer». Astronomy and Geophysics 51 (6): 16–22. doi:10.1111/j.1468-4004.2010.51616.x. Bibcode: 2010A&G....51f..16H.
Horner, Jonathan; Jones, B. W. (October 2008). «Jupiter - Friend or Foe? I: The Asteroids». International Journal of Astrobiology 7 (3–4): 251–261. doi:10.1017/S1473550408004187. Bibcode: 2008IJAsB...7..251H.
Horner, Jonathan; Jones, B. W. (April 2009). «Jupiter - friend or foe? II: the Centaurs». International Journal of Astrobiology 8 (2): 75–80. doi:10.1017/S1473550408004357. Bibcode: 2009IJAsB...8...75H.
Horner, Jonathan; Jones, B. W.; Chambers, J. (January 2010). «Jupiter - friend or foe? III: the Oort cloud comets». International Journal of Astrobiology 9 (1): 1–10. doi:10.1017/S1473550409990346. Bibcode: 2010IJAsB...9....1H.
Lunine, Jonathan I. (January 30, 2001). «The occurrence of Jovian planets and the habitability of planetary systems». Proceedings of the National Academy of Sciences 98 (3): 809–814. doi:10.1073/pnas.98.3.809. PMID 11158551. Bibcode: 2001PNAS...98..809L.
Porter, Simon B.; Grundy, William M. (July 2011), «Post-capture Evolution of Potentially Habitable Exomoons», The Astrophysical Journal Letters 736 (1): L14, doi:10.1088/2041-8205/736/1/L14
(Ελληνικά) Λαΐνας, Θοδωρής (29/01/2015). «Μπορεί ο Ποσειδώνας να γίνει κατοικήσιμος;». Το Βήμα. Ανακτήθηκε στις 26 Mαΐου 2015.

«The Living Worlds Hypothesis». Astrobiology Magazine. September 22, 2005. Ανακτήθηκε στις 2007-08-06.

Αγγλόγλωσση Βιβλιογραφία

Ward, Peter D.; Brownlee, Donald (2000). Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe. Springer. ISBN 0-387-98701-0.

Cohen, Jack; Stewart, Ian (2002). Evolving the Alien: The Science of Extraterrestrial Life. Ebury Press. ISBN 0-09-187927-2.
Dole, Stephen H. (1965). Habitable Planets for Man (1η έκδοση). Rand Corporation. ISBN 0-444-00092-5.
Fogg, Martyn J. (April 1991). ed. "Terraforming" (entire special issue). Journal of the British Interplanetary Society.
Fogg, Martyn J. (1995). Terraforming: Engineering Planetary Environments. SAE International. ISBN 1-56091-609-5.
Gonzalez, Guillermo; Richards, Jay W. (2004). The Privileged Planet: How Our Place in the Cosmos Is Designed for Discovery. Regnery Publishing. ISBN 0-89526-065-4.
Grinspoon, David (2004). Lonely Planets: The Natural Philosophy of Alien Life. HarperCollins. ISBN 978-0060959968.
Lovelock, James (2000). Gaia: A New Look at Life on Earth. Oxford University Press. ISBN 0-19-286218-9.
Schmidt, Stanley; Zubrin, Robert, επιμ. (1996). Islands in the Sky: Bold New Ideas for Colonizing Space. Wiley. ISBN 0-471-13561-5.
Webb, Stephen (January 2002). If The Universe Is Teeming With Aliens ... Where Is Everybody?: Fifty Solutions to the Fermi Paradox and the Problem of Extraterrestrial Life. New York: Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-95501-8.

Δείτε επίσης

Αστέρας
Βιοαστρονομία
Βιοχημεία
Γαιοπλασία
Γεωχημεία
Ηλιακό σύστημα
Πλανήτης

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

(Αγγλικά) Astrobiology Magazine.
(Αγγλικά) Planetary Habitability Laboratory (PHL).

Εγκυκλοπαίδεια Αστρονομίας

Κόσμος

Αλφαβητικός κατάλογος

Hellenica World - Scientific Library

Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License