在聖埃克蘇佩里的經典中篇小說《小王子》中，小王子居住在一顆只有房子大小的微小行星之上。在這顆小小星球上，他在一天中的任何時候，只要稍微的移動椅子就能看見日落。
當然，在現實生活中，如此小的天體是無法支撐生命的，因為它們沒有足夠的引力來維持大氣層。但單從宜居性的角度來看，多小才算是太小了呢？
小王子的故鄉 / Wikimedia commons
在一篇新論文中，哈佛大學的研究人員描述了一種可以長時間維持表面液態水存在的新的、更小的行星尺寸限制，從而擴大了引力低微的小型行星的宜居帶範圍。這項研究擴大了在宇宙中搜索生命的範圍，並揭示了小型行星上重要的大氣演化過程。
論文的第一作者Constantin Arnscheidt說：「當人們在考慮宜居帶的內外邊緣時，他們傾向於只從空間上考慮，也就是這顆行星離恆星有多近。但實際上，影響宜居性的還有很多其他變量，例如質量。而以行星的大小來為宜居性設定一個更低的界限，可以為正在進行的尋找宜居的系外行星和系外衛星工作帶來重要的限制。」
一般來說，如果一個行星表面上的液態水能夠維持足夠長的時間（保守地說大約10億年），從而使生命得以進化，那麼這顆行星就可以被認為是宜居的。天文學家會在特定類型恆星的特定距離範圍內尋找這些宜居行星，這種特定類型的恆星比我們的太陽更小、更冷、質量更低，它們所擁有的宜居帶比那些更大、更熱的恆星更近。
一顆恆星的宜居帶的內緣是由一顆行星可以離這顆恆星的最近距離決定的，在這個距離上，這顆行星上的地表水不會因為溫室效應而全部蒸發。但是，正如Arnscheidt等人所示的那樣，這個定義並不適用於小的、低引力的行星。當一顆行星的大氣所吸收的熱量多於它可以輻射回太空的熱量時，就會阻止這顆行星降溫，從而導致失控的溫室效應發生。最終導致無法阻擋的變暖，直到它的海洋也變成了大氣中的蒸汽。
然而，當行星變小時，一些重要的事情發生了：隨著行星變暖，大氣層會向外膨脹，相對於行星的大小變得越來越大。這些大的大氣層增加了熱量的吸收與輻射，使星球能更好地維持在一個穩定的溫度上。研究人員發現，大氣膨脹可以防止低引力行星出現失控的溫室效應現象，使它們在離恆星更近的軌道運行時仍能維持星球表面的液態水。
然而當行星太小時，它們就會完全失去大氣層，使得星球上的液態水要麼凍結要麼蒸發。研究人員發現對於行星來說，存在一個適合居住的臨界尺寸，小於這個臨界尺寸的行星就永遠不可能宜居，這意味著宜居帶不僅在空間上存在邊界，而且在行星的大小上也存在邊界。
他們發現這個臨界大小約為地球質量的2.7%。如果一個天體的質量小於地球的2.7%，那麼它的大氣層會在它還沒有機會形成表面液態水的時候就已經失控了，就像現在太陽系中的彗星一樣。以這個標準拿來看，月球的質量為地球質量的1.2%，水星為地球質量的5.53%。
研究人員還能夠估算出繞某些特定恆星旋轉的小型行星的宜居帶。他們對兩種不同類型的恆星進行了兩種場景建模：一種是G-型星，例如我們的太陽就是；另一種是M-型星，比如以獅子座的一顆紅矮星為模型。
除此之外，研究人員還解開了存在於我們太陽系中的另一個長期謎團。一直以來，天文學家都想知道如果太陽輻射增加，木星的那些冰質衛星木衛二（Europa）、木衛三（Ganymede）和木衛四（Callisto）是否適合居住。根據這項新的研究，我們確認了這些衛星都太小了，即使它們離太陽更近，也無法維持表面的液態水。
這項研究的資深作者Robin Wordsworth說：「在尋找生命的過程中，低質量的水世界是一種令人嚮往的可能性。這篇論文表明，與類地行星相比，它們的行為可能會有多不同。一旦可以對這類天體進行觀測，那麼在這些天體上直接驗證我們的預測將會是極度令人興奮的事。」
小編導讀
我們生活在這個藍色的星球上，從出生後的每一刻我們都在與他親密接觸，但其實你對這個可愛的藍色星球，真的了解甚少呢！
1. 首先來看看地球，看起來不錯喲，地球～
2. 圖中圈圈裡頭的人口，比其他地區的所有總和都還要多。
3. 以整個地球史來看，曾活過的人類高達1150億人，其中包括現存的70億人口，你也是其中的一員。
上圖每一個點就是1000萬人，每年有1.4億人誕生，現在有70億人口；每年有5700萬人死亡，估計曾有1080億人在地球生活過，然後死去。
4. 每一天，地球都有人飛來又飛去，就像下圖這樣：
5. 這是南極州，比美國還要大呢！
還有，非洲比你想像的還要大多了，看看一些國家塞進來的樣子…
把美國、西班牙、比利時、荷蘭、法國、德國、義大利、瑞士、東歐、印度、中國的一部分、英國、日本…全都放進去。
6. 如果地球沒有水的話，就會變成這樣…
7. 你知道太平洋其實比起想像的還要大嗎？
8. 這是馬里亞納海溝 (Mariana Trench) 的深度，難怪還有這麼多人類尚未探索到的海底生物。
可以深到10972米…或更多。
9. 我們都知道有很多人造衛星，但是你知道有這麼多嗎？
10. 把美國放到月球的話，大小比例是這樣…
11. 地球到月球的距離貌似很短，但是已經可以塞下太陽系的所有星球了。
有384,400公里那麼遠喔～
12. 若把火星上頭的奧林帕斯山 (Olympus Mons) 拿來跟地球的高山來比較的話…地球的好像就是小兒科啊…
奧林帕斯山有27公里高，幾乎是聖母峰的3倍高，也比毛納基火山 (從水底山腳計算) 的2倍還要高。奧林帕斯山已經高聳進火星的大氣層了。它的基底有550公里那麼寬廣，意思也就是，如果你站在破火山口來看的話，它的山腳會一路綿延超過地平線。
13. 而這座巨型火山，大概也跟一個法國差不多大。
14. 木星的體積也不小，只是距離我們太遠了。但如果木星距離我們就跟月球一樣近的話，我們會看到…
心臟根本就不夠用啊！仰望天空時太驚悚了吧！譚老師地理工作室綜合整理
15. 左是木星衛星「木衛二」(Europa) 上頭的水量，右則是地球上的水量。
什麼！地球的水比想像中的還要少這麼多呀！
16. 每一天，都是木星讓隕石的軌跡遠離地球的。
雖然不知道你聽不聽得到，但謝謝你，木星。(對天吶喊～)
17. 我們都知道宇宙裡頭有許多彗星，但你可能對它們的大小沒有什麼概念。好吧，如果拿洛杉磯 (LA) 跟彗星比較的話…
18. 我們的太陽系也是不斷地移動，我們現在跟2.25億年前的地球是在同一個位置，當時恐龍都還活著。
我們的太陽系會花上2.25億年繞行銀河系，上一次地球在同一個位置的時候，恐龍都還存在著。
19. 仰望天空，我們都覺得其他的星星很小，但若從土星的環後方來看的話，地球也相當渺小。
20. 事實上，你眼睛所能看見、人類所知道的，其實都只有在這小小的圈圈裡頭。
21. 而在銀河系當中，所有人類向宇宙廣播可以觸及的範圍，就只有那藍色的小點點那麼多。難怪我們一直都沒有找到其他高智能的生命…
22. 而這是我們每年在銀河系當中所發現的星球數量：
23. 銀河系貌似很大，但我們再來比較一下…
(左到右) 銀河系、仙女座星系 (Andromeda)、室女A星系 (m87)、IC-1011星系。
24. 看完之後，你可能跟我一樣覺得自己相當渺小，但別忘了，每天有上兆的細胞在你的體內運行著。以下是白血球正在攻擊寄生蟲的樣子：
25. 在細分一些，這些東西都是由分子組成的，而這是其中的一個：
最後也忘了，你體內是有7,000,000,000,000,000,000,000,000,000 個原子的，這就是你！