W如果一个外星人从绕着一颗遥远恒星运行的另一颗行星上发现我们的太阳系，它会是什么样子?这看起来有多不可能?在人类历史上，由于太阳系外行星搜寻的进步，我们现在第一次可以回答这个问题。我们甚至可以用数字来表示。如果那个外星人距离我们10光年(从银河的角度来说，就在我们的隔壁)，花了10年或20年的时间(用与我们相似的仪器)寻找围绕我们的太阳运行的行星，它会发现:
很稀疏，不是吗?没有地球或火星。根本没有岩质行星!没有土星，没有小行星带，没有冰巨星。外星人只能探测到木星。这是因为太阳系的其他行星和物体要么离太阳太远，要么太小，无法探测到，要么两者兼有。外星人可以相当精确地确定木星的质量和轨道，因为我们的恒星，太阳，会显示出一种有意义的摆动——在它运行的过程中，木星的引力对它的牵引——但仅此而已。它只会看到一个太阳-木星系统。
但是太阳-木星系统在我们银河系附近有多普遍呢?顾名思义，这样的系统至少有一颗行星质量如此之大，以至于它和它所环绕的恒星之间的重心都在其中外那颗恒星(在我们的太阳系中，其他行星和太阳之间的重心位于太阳的半径内)。我们的日-木星对是否正常?
让我们从太阳开始。事实证明，我们的母星有点不寻常，但也不是很多。这张照片显示了距离太阳30光年以内的所有恒星的普查结果:
我们的太阳是一颗G星，颜色从白色到黄色，表面温度大约在5000到6000开尔文。在近400颗恒星中，30光年内有20颗G恒星。大多数恒星是M星，也被称为“红矮星”。这些小的红色恒星的寿命比G星长得多，但发出的光却暗淡得多。在附近的恒星中，太阳有点怪异。如果你在某个纬度给出我们对“类太阳”恒星的定义，我们的恒星最终会变得很罕见——附近的恒星中有10%是这样的，大约相当于美国成年素食者的比例。
现在让我们把注意力转向木星。首先，看看我们目前对太阳系外行星的普查。这是过去20年里发现的近3000颗行星的分布图;x轴表示行星到母星的距离，y轴表示它们的质量:
和太阳一样，木星也有一点与众不同。(我们的岩质行星也是如此:已知的太阳系外行星都没有与它们或土星、天王星或海王星排成一线。但我们已经知道了;这就是为什么我们要寻找太阳-木星系统，而不是完整的太阳系。)只有10- 15%的类太阳恒星有像木星那样的气体巨行星，其质量比50个地球还要大。
另一个使我们的木星更不寻常的因素是它的轨道:它几乎是圆形的(椭圆带一个偏心只有5%)，而且还不止五次比地球轨道还要大。另一方面，在其他已知的气体巨星中，只有大约10%的轨道比火星的轨道宽(火星的轨道仅是地球的1.5倍)，而且几乎是圆形的(偏心度小于10%)。把这些因素加在一起，只有大约1%的像太阳一样的恒星拥有像我们一样的木星——这比在一张五张牌的扑克牌中打出三张牌的可能性要小一些。
太阳系还有一个方面是不寻常的。这与我们所拥有的行星无关;这是缺失的东西。在所有像太阳一样的恒星中，大约有一半的轨道上至少有一颗“热的超级地球”行星。这些行星一般与地球大小或更大，围绕太阳的轨道比水星的轨道小。我们不知道为什么太阳系缺乏超级地球，尽管有一种观点认为原因可能是木星．
行星系统的结构究竟如何影响其承载生命的能力，如果有的话?
让我们把这些碎片放在一起来计算我们的太阳系有多不寻常:恒星,就像太阳的一部分(10%),乘以分数与木星的类太阳恒星(10%),乘以分数类木星的类木行星的轨道(10%),乘以分数的类太阳恒星,没有热的行星(50%),0.05%。
这告诉我们，在我们的银河系附近，大约每2000颗恒星中就有一颗是太阳-木星系统。如果你申请NASA成为一名宇航员，那么你被选中的几率就是这样的。但这意味着什么呢?这意味着太阳系是不一堆不值钱的行星系统，甚至没有考虑到里面有生命。大多数系统与我们的不同。大多数行星系统围绕弱小的红矮星运行，而不是像太阳那样的大黄色G星。大多数系统都有超级地球，靠近它们的恒星，如果它们碰巧有一颗气体巨星，它往往会离太阳更近，或者比木星的轨道更宽。
但我们不知道有多少个太阳-木星系统也有金星、地球、土星或火星。我们也不知道在没有木星或围绕红矮星运行的系统中，地球和土星有多常见。我们真的很想知道，是否有理由让有生命的行星更喜欢太阳-木星系统，就像我们的太阳系。行星系统的结构究竟如何影响其承载生命的能力，如果有的话?
我们仍在寻找这些问题的答案。目前在木星轨道上的“朱诺”号宇宙飞船可能会对它们有所了解。天体生物学家写道:“一些答案无疑存在于引力系统的一般物理学中，以及当恒星从星际物质的冷汤中聚集起来时，围绕着它旋转的气体和粒子的内在吸引力中。Scharf迦勒在他2014年的书中哥白尼复杂．“但这个谜题的很大一部分，非常大的一部分，似乎来自纯粹的、盲目的、纯粹的偶然。”
肖恩·雷蒙德是一位研究行星系统形成和演化的天文学家。他的博客地址是planetplanet.net．
