本文最初發表於 對話 本出版物支持 Space.com 文章。 專家之聲：專欄和見解–
當天文學家尋找表面可能存在液態水的行星時，他們首先觀察恆星。 住宅區– 水是 生活中的重要組成部分在距離恆星太近的行星上，表面的水可能“沸騰”得太遠並可能結冰。該區域標記了兩者之間的區域。
宜居帶為尋找生命跡象提供了有用的提示。 系外行星 – 太陽系外繞其他恆星運行的行星。但這些行星的大氣層中的物質提供了下一個線索，可以判斷地球之外是否存在液態水和生命。
在這個世界上 溫室效應由二氧化碳和水蒸氣等氣體引起 保持地球足夠溫暖，適合液態水和我們所知的生命。如果沒有大氣層，地球表面的溫度也會如此。 平均溫度約為零華氏度。 （-18攝氏度），遠低於水的冰點。
宜居帶的範圍由其數量決定。 “溫室效應”對於維持液態水生存的表面溫度是必要的。這是陽光和全球變暖之間的平衡。
許多行星科學家 包括我人們正在努力了解負責調節地球氣候的過程是否也在其他宜居帶世界上發揮作用。我們利用對地球地質和氣候的了解來預測這些過程在其他地方可能如何出現。這就是我在地質學方面的專業知識的來源。
為什麼它必須是一個宜居區？
宜居區是一個簡單而有力的概念。這是有充分理由的，它是引導天文學家前往他們期望尋找液態水行星的起點。沒有必要了解有關大氣層或地球歷史的每一個細節。
這個定義來自科學家對地球岩石鄰居的了解。 火星已顯示位於宜居帶外緣之外的區域 古代河流湖泊的清晰證據 曾經流出液態水的地方
同樣的方式 金星 目前它距離太陽太近，不適合居住。 地球化學證據 和 建模研究 有人認為金星過去可能有水，儘管目前尚不清楚它到底有多少水以及持續了多長時間。
這些例子表明，雖然宜居帶並不是宜居性的完美預測指標，但它是一個有用的起點。
行星過程可以帶來福祉。
宜居帶並不能決定一顆行星是否可以長期保持宜居性。在地球上，有一個 穩定的氣候可以讓生命出現並生存。– 液態水可能殘留在表面。 使化學反應緩慢足夠的時間。 創造生命的分子 讓早期的生態系統發展彈性。 做出改變以提高宜居性
地球上出現了生物，但是 它不斷改變它的發展環境。讓他們更有利於生活
這種穩定性應該會持續數億年。當地球表面、海洋和大氣作為地球的一部分共同作用時 緩慢但強大的系統 控制世界的溫度
該系統的關鍵部分是方法。 世界回收無機碳。 數百萬年來大氣、地表和海洋之間 無機碳 指大氣中氣體中捕獲的碳。溶解在海水中或局限於礦物質中，它是一種生物材料。碳循環的這一部分 就像天然恆溫器一樣– 當火山將二氧化碳釋放到大氣中時。二氧化碳分子捕獲熱量並使地球保持溫暖。當溫度升高時，雨水和天氣會從空氣中吸收碳並將其儲存在岩石和海洋中。
如果地球變冷這個過程會變慢。產生二氧化碳氣體導致全球變暖 溫室氣體再次創造大氣層 碳循環的這一部分幫助世界從過去的冰河時代中恢復過來。並避免無法控制的全球變暖
儘管太陽逐漸變亮，但這種循環有助於將地球溫度維持在水和生命可以長期生存的範圍內。
科學家們現在正在詢問類似的地質過程是否可能在其他行星上發生。如果是這樣，他們將如何檢測它們？例如，如果研究人員能夠在恆星的宜居帶中觀察到足夠多的岩石行星，他們就可以做到。 尋找模式 將行星接收的陽光量與其大氣中的二氧化碳量聯繫起來。發現這樣的模式可能表明相同的碳循環過程可以在其他地方進行。
地球大氣中的氣體混合物是由其表面或以下發生的事情產生的。 一項研究 研究表明，測量許多岩石行星大氣中的二氧化碳可以揭示它們的表面被分成許多移動的構造板塊。像世界一樣還是他們的外殼更硬？在這些世界上 變速板 驅動火山和岩石風化，這是碳循環的關鍵
眺望遠方的氣氛
下一步將是 獲得人口層面的視角 通過分析來自幾個岩石行星的大氣數據，研究人員可以尋找揭示不同過程影響的趨勢。地球的變化，例如碳循環
科學家可以將這些模式與宜居帶中行星的位置進行比較。這將使他們能夠測試這些區域是否準確預測住房條件。或者一些行星在該區域邊緣之外維持著適合液態水的條件？
這種方法非常重要。 各種系外行星– 許多系外行星落入 我們太陽系中不存在的類別 – 例如 超級地球 和 迷你海王星– 其他人 繞軌道運行的恆星比太陽更小、溫度更低。–
探索和理解這種多樣性所需的數據集即將提供給 NASA。 宜居世界天文台 它將是第一架專門設計用於尋找繞其他恆星運行的行星上的宜居性和生命跡象的太空望遠鏡。它將直接對類太陽恆星周圍的地球大小的行星進行成像，以詳細研究它們的大氣層。
天文台上的儀器分析穿過它的星光。 這些氣氛 為了檢測二氧化碳、甲烷、水蒸氣和氧氣等氣體，當星光穿過行星大氣層時，不同的分子會吸收特定波長的光。 留下化學指紋 揭示了存在哪些氣體。這些化合物提供了對創造這些世界的過程的深入了解。
宜居世界觀測站正在進行具有潛力的科學和工程開發。 目標於 2040 年推出。– 當與當今可以觀察地球大小的世界的大氣層的望遠鏡相結合時，科學家們也許能夠確定控制地球氣候的相同行星過程在整個銀河系中很常見。或具有我們自己獨特特徵的流程
