Высокая металличность

В то время как основными элементами любой звезды являются водород и гелий, в них также может быть различное количество других, более тяжелых элементов, называемых металлами. (Заметка: в этом контексте, «металлом» здесь именуется элемент тяжелее гелия, включая такие элементы как углерод, азот, кислород, фосфор, и сера присущие жизни, как и признаваемые в химии металлами, элементы). Высокая концентрация металлов внутри звезды находится в соотношении с величиной тяжелых элементов, имеющихся в формирующемся протопланетном диске. Малая концентрация металлов значительно уменьшает шанс, что вокруг звезды внутри протопланетного диска будут формироваться планеты, согласно теории формирования планетных систем. Любые планеты, формируемые вокруг бедных металлами звезд, будут малы по своим массам и неблагоприятны для жизни. Спектроскопические исследования систем, где были найдены экзопланеты показало взаимосвязь между высокой концентрацией металлов в звездах и образованием планет: «звезды с планетами, или небольшими планетоподобными объектами из известных сегодня, явно более богаты металлами, чем звезды не имеющие планет.» Высокая металличность также устанавливает требования к молодым активным звездам: звезды, сформированные в ранние периоды мировой истории были бедны металлами и имели меньше шансов на формирование вокруг них планет.

Планетарные характеристики

Основное допущение, которое делается относительно возможно обитаемых планет — это то, что это планеты земной группы. Такие планеты имеют примерно одну с Землей величину массы, первоначально сложены из силикатных горных пород и не накапливают газовой прослойки из водорода и гелия, каковая имеется на газовых гигантах. Что может развиваться в верхних облачных слоях планет-гигантов, нельзя полностью исключить, хоть это маловероятно, ибо они не имеют твердой поверхности и их гравитация слишком велика.

Между тем, естественные спутники планет-гигантов совершенно обосновано могут рассматриваться в качестве кандидатов на место появления и существования жизни.

При анализе обстановки, могущей благоприятствовать развитию жизни, обычно делаются различия между бактериями и археями и совокупностью животных и прочих более сложных организмов. Одноклеточные непременно предшествуют многоклеточным в таком гипотетическом древе жизни ибо одноклеточные организмы появляются там, где нет условий для существования для более высоко организованных существe. Планетарные характеристики, приведенные ниже, играют ключевую роль для жизни вообще, но в каждом случае препятствия для возможного существования жизни более следует учитывать, говоря о многоклеточных организмах, будь то растения или животные, нежели об одноклеточных.

Масса

Планеты с малой массой являются плохими кандидатами на роль места развития жизни в силу двух причин. Первая — их меньшая гравитация делает сложнее задачу удержания атмосферы. Составляющие её молекулы гораздо легче достигнут второй космической скорости и будут унесены в космос под действием солнечного ветра, будучи возбуждаемы при столкновении. Планеты без плотной атмосферы имеют недостаток исходного материала для первоначальной биохимии имеют слабую изоляцию и плохую теплопередачу по ширине своей поверхности (для примера, Марс, с его тонкой атмосферой, холоднее, чем Земля, даже будь она на таком же расстоянии от Солнца), и слабо защищает против ударов метеоритов и высокочастотного солнечного или космического радиоизлучения. Вторая причина: меньшие планеты имеют меньший диаметр и таким образом, большее соотношение площади поверхности к массе, чем их более крупные собратья. Такие тела имеют тенденцию быстрее терять накопленную при их формировании энергию и это приводит к прекращению вулканической, сейсмической и тектонической активности, которая снабжает поверхности поддерживающими жизнь материалами и выпускает в атмосферу играющий роль в регуляции температуры диоксид углерода. Тектоника плит играет важную роль, по крайней мере, на Земле: не только производится переработка различных химических веществ и минералов, что способствует разнообразию жизни на Земле через процессы формирование континентов и воздействие на климат, но и образуются участки конвекции, необходимые для образования земного магнитного поля, играющего важнейшую роль в поддержанию жизни на Земле.

«Маломассивная планета» — во многом понятие относительное; Земля обоснованно именуется маломассивной, когда сравнивается с газовыми гигантами Солнечной системы, но является наибольшей по диаметру, массе и плотности из всех землеподобных объектов в Солнечной системеf.

Она достаточно велика, чтобы удерживать своей гравитацией достаточно плотную атмосферу и достаточно большая, чтобы её внутренность длительное время оставалась горячей и подвижной, приводя в движение геологические процессы на поверхности (один из компонентов, поддерживающих это тепло, это также и распад радиоактивных элементов, входящих в состав ядра). Марс же, напротив, является почти (или возможно, полностью) геологически мертвым, ибо сходные с земными процессы в его недрах из-за их остывания давно затухли, и потерял большую часть своей атмосферы.

Таким образом, можно заключить, что нижний предел массы возможно обитаемой планеты лежит где-то между Марсом и Землей или Венерой; 0.3 земной массы предлагается считать некой разделительной линией, пределом для обитаемой планеты. Так или иначе, в 2008 учёные из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) предположили, что этот предел может быть выше. Земля, фактически, может являться объектом, находящимся в условиях нижнего предела для обитаемости, будь она лишь немного меньше, тектоника плит была бы невозможна. Венера, которая имеет 85 % земной массы, практически не демонстрирует тектонической активности. Напротив, «Сверхземли», землеподобные планеты с массой, большей чем Земля, могли бы иметь больший уровень тектоники плит и являться более приемлемым местом для размещения жизни.

Исключительные обстоятельства действительно предлагают исключительные случаи: спутник Юпитера Ио (который меньше, чем любая из землеподобных планет) вулканически активен из-за гравитационных возмущений, вызванных его орбитой и действием Юпитера, а его соседка Европа может иметь жидкий океан под покрывающим спутник ледяным панцирем, также подвергающийся действию соседнего газового гиганта. Спутник же Сатурна, Титан, имеет шанс являться пристанищем жизни, поскольку имеет плотную атмосферу и биохимические процессы, происходящие в водоемах из жидкого метана, имеющегося на его поверхности. Эти спутники являются исключением, но они доказывают, что масса как параметр обитаемости, не является до конца обоснованным. В конечном счете, большие планеты имеют большее железосодержащее ядро. Это позволяет существовать стабильному магнитному полю, защищающему поверхность планеты от солнечного ветра и космической радиации, которые иначе имеют тенденцию пронизывать и постепенно «сдувать» атмосферу планеты и бомбардировать её поверхность потоками заряженных частиц. Масса — не единственный фактор, важный для стабильного существования магнитного поля — в равной степени, планета может вращаться достаточно быстро для поддержания динамо-эффекта в ядре — но это существенная составляющая процесса.