W弗兰克·德雷克(Frank Drake)在20世纪30年代的芝加哥长大，他的父母是虔诚的浸信会教徒，让他进了主日学校。在他8岁的时候，他开始怀疑他的宗教和世界上的其他宗教在某种程度上是由环境决定的——当地的偶然事件帮助塑造了它们。他开始想，文明也可能是这样的，对人类，也许对外星人也是这样——但他认为最好不要把这些想法告诉别人。
但不是很长：他会继续找到s.e.t.i.，寻找外星情报，并制定了一种简单的方法来估计我们可以希望听到的银河系中的文明人数。这看起来像这样：
N（银河系中传染性文明的数量）
= R（星星形式的速度）
×N地球(在类地轨道上有地球大小的行星的恒星的比例)
×F生活(发展生命的行星的比例)
×F智力(有智慧生命的部分)
×F沟通(可以交流的部分)
×l（平均文明终身）
简而言之，n = r×n地球×F.生活×F.智力×F.沟通×L.确定n的值，我们只需要知道其他数字。
我们知道银河系每年制造几颗新的星星，所以r是照顾的 - 但这就是它。我们不知道常见的生命，智力或沟通能力如何。虽然我们可能根本都是为了普通文明的寿命，但我们没有数据。
但我们在N方面正在取得进展地球(也称为“Eta-Earth”)。第一颗地球大小的围绕另一颗太阳运行的行星于2010年被发现。在很大程度上，多亏了美国宇航局的开普勒太空望远镜，我们现在知道了数百个地球大小的星球，还有少数像火星和水星这样小的星球。
开普勒的主要任务是确定地球大小行星在地球距离约太阳星星。这只是n地球就像我们的太阳。但是N地球对于不同类型的恒星可能会有所不同。不幸的是，到2013年，开普勒失去了两个反作用轮，这是指向望远镜的关键，在获得了大约四年的数据后，开普勒不得不放弃了它的主要任务。开普勒有很好的统计数据，关于围绕太阳运行的类水星而不是类地球轨道的行星。游手好闲的人。(几年前，开普勒以一种名为K2的新模式转世，仍在寻找行星，但没有希望测量N地球．)
但我希望有一些超级宜居系统，里面有10个、20个或数百个可能存在生命的行星。
宜居带是一颗恒星周围的环，那里的条件适合行星表面存在液态水。这些是在N中计算的行星地球．但不同的恒星有不同的宜居带:红矮星的宜居带比太阳更冷、更暗，离我们更近;而那些更亮、更热的恒星则在更远的地方。开普勒成功地估算了N地球对于红矮星，对于这些恒星来说，对于这些恒星来说，测量汞尺寸的轨道工作得很好不太破旧，红矮人！
去年，天文学家宣布发现壮观的壮观TRAPPIST-17行星系统。它的中央明星是糟糕的，我们太阳质量的8％，昏厥2000倍，大约是木星的大小。所有七个行星都大致大小，而且它们非常靠近他们的明星。最令人兴奋的是，至少三个（甚至最多四五到五岁）生活在明星的可居住区 - 如果所有的明星都有像Trappist-1这样的行星系统，那么地球是3。另一个扭曲是，在TRAPPIST-1系统中，生命(如果有生命的话)可能会自然地分布在行星之间:紧凑的轨道结构非常适合这种情况镰米亚．如果一颗小行星或彗星撞击任何一颗可能有生命存在的TRAPPIST-1行星，其中一些碎片将散落到这6颗行星上，并落下来自太空的种子。
想象N地球大于1的。这可能会让你想知道:是否存在超trappist -1系统，在宜居带中有10或20颗行星，而不是3或4颗?一颗恒星最多能有多少颗行星?我们可以准确地回答这个问题。既然我们知道引力是如何作用的，以及轨道是如何演化的，我们就有了所需的工具，来弄清楚那些稳定地适合恒星宜居带的最危险的行星结构。
我们需要选择我们想要的星星类型(不重要以及我们感兴趣的行星的大小。然后我们可以把这个问题分解成两个问题:第一，宜居带有多宽?第二，我们能把行星轨道排列得多紧?
可居住地带比通常讨论的要复杂得多。这取决于一颗行星是由什么组成的，以及它大气层的厚度和组成。根据模型，地球靠近太阳宜居带的内缘，这一区域从地球95%的轨道延伸到火星轨道之外(这意味着在火星轨道上的地球可以保留液态水)!有了强保温的大气层，宜居带的外缘可能会远得多，在某些情况下甚至会更远星际空间中自由漂浮的行星可以保留液态水。然而，在这些情况下，生命可能隐藏在如此厚的气体(或冰)层之下，我们可能无法探测到它。
行星轨道可以以两种不同的方式间隔开。相邻行星的轨道可以是谐振的，就像服装箱-1行星一样，少数其他已知系统和木星最近的大卫星的情况一样。或者行星可以脱离共振，就像大多数已知的超地球系统和我们自己的太阳系行星一样。共振只是意味着相邻行星的轨道定期重新对齐。共振由整数的比率描述。例如，2：1的共振意味着每次外部行星完成一个轨道，内部完成两个已完成两个。
有一个漂亮的动画gif的木星的卫星在共鸣这里．由共振间隔开的行星使其群众无关紧要。简单地确定间隔，通过该间行的共振。相应的共振，如2：1和3：2暗示比像7：6或9：8一样的共振更广泛间隔的轨道。当然，并非所有共振都是稳定的。采用棘手的轨道间距（3：2共振），四个轨道舒适地适合居住的区域。
另一方面，如果行星不被共振间隔，那么它们的群体就可以了。下面是三个不同质量行星的可居住区最大轨道包装的一个例子。对于火星大规模行星（占地球质量的10％），14个轨道适合居国区;但对于海王星质量行星（大约10倍的土质）只有三个轨道。
十四个火星民族群众可以适应可居住的区域，但火星（至少今天）是一个无生命的岩石。为了坚持氛围并保持板块构造数十亿年，一个星球必须稍微稍大，可以有可能至少约30％的地球质量。所以星球地球质量的一半在轨道间距和终身潜力之间是一种良好的折衷。
这里有两个曲折。首先，两个行星可以在星星周围分享相同的轨道！这些都被称为特洛伊木对(不要和避孕套混淆)。这几乎是一个给定轨道上可以容纳的行星数量的两倍。
第二个扭曲是二进制行星。我们的月亮几乎是地球大小的一半，夏隆几乎和冥王星一样大。想象两个地球互相绕着彼此完全合理。它看起来像这样：
我们可以使用这些成分来构建一个非常令人敬畏的太阳系。在我的博客我称之为终极太阳系1．这是它的样子:
在可居住地带有六个稳定的轨道。每个行星都包含四个行星:两个特洛伊构型的双星地球。这个结构是稳定的，24颗行星都位于宜居带内。想象一下这个体系中的生源说!如果在任何一颗行星上有生命存在，不可避免的撞击碎片肯定会让生命蔓延到整个系统。在自然界中，这将是一个相当极端的系统，但所有的部分都是完全可信的——而且确实发生了。关键在于它们都需要发生在同一个系统中。
终极太阳系2或3么？事实证明，这个主题有一堆变化。您可以使用行星形成理论来构建所有形状和尺寸的行星系统。这个兔子洞很深（点击这里看到)。
我先跳到压轴部分。使用一些轨道动力学技巧，我建立了一个行星系统，其中有416颗行星位于宜居带。
该系统完全稳定 - 我用计算机仿真进行双重检查。但是，自然会有艰难的时刻形成这个系统。如果存在，它只能由超级先进的文明构建。这就是我称之为终极的原因设计太阳系。
想象一下你可以在这些终极太阳系中讲述的故事！每个二进制行星都有一个紧密的邻居徘徊大于天空中的月亮。夜空有一个惊人的漫步之星，其他行星追踪轨道轨道轨道。
回到N地球．我们天文学家很高兴地测量到，银河系中有多达一半的恒星似乎在宜居带(N地球红矮人最多50％，银河系中的主导星星数量）。Trappist-1是一个很好的例子，进一步进一步，并在可居住的区域中包装三个行星。但我希望有一些超级宜居系统，里面有10个、20个或数百个可能存在生命的行星。它们肯定是低概率系统，但在我们的银河系中有五千亿颗星（和穿过手指的科幻粉丝）绝对值得一看！
肖恩·雷蒙德是一名天文学家，研究行星系统的形成和演化。他也博客PlanetPlanet.net.．
最新，最流行的文章向您的收件箱交付！
观看：天文学家丹尼尔狼野生岛最实用的天体物理应用。
这篇经典的事实如此浪漫的文章最初发表于2017年7月。
