忘掉“类地行星”吧——我们将首先在眼球行星上找到外星人

我想象一颗绕着遥远恒星运行的宜居行星。你可能在想象一个地球的变化。也许是多云，或者被海洋覆盖。也许山高一点。也许这些树是红色的而不是绿色的。也许有衣着暴露的当地人……好了，我们就到这里吧。

这种形象很可能是完全错误的。有充分的理由认为，目前在其他恒星周围被探测到的第一批可能存在生命的世界(见在这里例如)可能看起来与地球非常不同。相反，这些行星看起来更像是巨大的眼球，它们的目光永远盯着自己的恒星(我不建议你用自己的眼球去做这件事)。

让我们后退一步。最容易找到的行星是那些围绕恒星运行的行星。寻找一颗与地球温度相同的宜居行星的最佳地点，是在一颗比太阳暗得多的恒星周围，其轨道比地球小得多。但轨道变小也会带来一些后果。靠近恒星的行星感觉到来自恒星的强烈潮汐，就像地球感觉到来自月球的潮汐一样，但要强烈得多。强烈的潮汐改变了行星的自转方式。潮汐驱动着地球的运动倾角到零，意味着行星的赤道与其轨道完全对齐。这颗行星也将被“潮汐锁定”：它总是显示出与恒星相同的一面。它看起来像这样：

如果你站在这样一颗行星的表面上，太阳会固定在天空的一个点上。面对恒星的半球处于恒定的白天，而远半球处于恒定的黑暗中。中间有一圈永恒的日落，很可能是宇宙中最浪漫的地方。这颗行星最热的部分是恒星正上方的位置（天文术语中的“亚星点”）。地球上最热的部分分布在热带地区，这取决于时间和季节。但是在一个潮汐锁定的行星上，太阳在天空中停留在同一个位置，热点永远不会移动。这在地球表面造成了明显的差异；相对较小的热点是眼球行星的“瞳孔”。

视情况而定，眼球行星有各种各样的口味。我们将看两个例子:“热眼球”行星和“冰眼球”行星。一颗热的眼球行星位于其恒星附近，其运行轨道使其整体温度高于地球。白天烈日当空，夜晚冷得要命。这颗行星的水在白天被煮沸，在夜晚被冻结。但是风把水蒸气从白天的一边吹向夜晚的一边，使其结冰。这可以创建一个冷阱:地球上所有的水可以被锁在一个巨大的冰层在永久的夜晚。白天这边干燥，晚上那边被冰覆盖。

但故事并没有到此结束。当一层冰足够厚时，它的底层会因压力而融化。这使得冰向下流动，就像冰川地球上做。因此，一颗炙热的眼球行星的厚厚的夜侧冰帽向外扩散，慢慢地流向昼侧。可能会有涓涓细流流进阳光里，然后再次蒸发。我们的模型预测，有一些典型的风模式会在夜晚的特定区域堆积云(这里有一些血色的细节)。这颗行星的不均匀外观真的很像一个眼球。从夜晚一侧流出的河流最终在白天一侧蒸发，甚至可能看起来像静脉。

在一个炙热的眼球星球上，你能住在哪里?这是一个经典的金发姑娘故事。白天的一面已经烤干了。夜晚是寒冷和冰冷的。在两者之间，它是正确的!最甜蜜的点——让我们称之为“生命之环”——在终结者这就是昼夜的分界。生命之环一边是沙漠，另一边是冰雪。水从夜晚向白天源源不断地流动——有一系列的河流，都朝着同一个方向流动。太阳固定在天空的地平线上，该区域永远处于光线中。整个生命环的条件几乎都是一样的。人们可以想象，植被沿着河流一直延伸到白天的一边，直到它们干涸，不同的生态系统散布在沿途。在冰原的边缘可能会有山脉，因为被冰覆盖的大陆会被沉重的重量压下去。

冰冷的眼球也被潮汐锁定在它们的恒星上，尽管它们的轨道比那些热眼球行星的轨道要大，而且热量供应不足。冰冷的眼球行星所拥有的是丰富的水——夜晚的一面覆盖着冰，并且在星下点有足够的恒星热量使水保持液态。在全球冰天雪地的中间有一个巨大的池塘。在冰层表面之下，海洋覆盖了整个地球。它是类似于木卫二，但在冰上有一个大洞。

在一个冰冷的眼球星球上，你想住在哪里?水下生命可以存在于整个地下海洋中，但依赖液态水的水面生命需要呆在池塘附近。然而，次星点附近的条件将是极端的:在贫瘠的冰雪景观中间，强烈的恒星辐射。最适合居住的地方可能是池塘结冰的岸边，而且两栖绝对是有利的(进化，有人知道吗?)

但生活在冰冷的眼球星球上有一种固有的危险。如果由于某种原因，池塘冻结了，它可能永远不会再融化。液态水是黑色的，它吸收了大部分的阳光。但是固体冰反射性很强。因此，如果一颗行星的海洋冻结，从该恒星吸收的能量也会下降，使该行星更加寒冷。这种反馈会将冰冷的眼球推入完全被冰覆盖的状态，它可能永远无法恢复。

热眼球行星和冰眼球行星是极端情况，但任何被潮汐锁定在其恒星上的行星，在其昼侧和夜侧看起来都可能非常不同。差异可能来自于某些区域聚集的云，可能来自于白天一侧的冰优先融化，也可能来自于夜晚一侧的冰冻结，或者其他任何可能的来源。星系中可能散落着各种各样的眼球行星!在其他行星上寻找生命几乎肯定会从这些行星开始。

肖恩·雷蒙德是研究行星系统形成和演化的天文学家。他还在planetplanet.net．

观察:你会参观哪颗系外行星?

这篇经典的事实如此浪漫的帖子最初发表于2015年2月。