Орбита и вращение

Как и с другими параметрами, в данном случае, стабильность — решающее соображение в определении влияния орбитальных и вращательных характеристик на обитаемость той или иной планеты. Орбитальный эксцентриситет определяет различия между ближней и дальней по отношению к звезде точке орбиты планеты по отношению к средним точкам. Наибольший эксцентриситет порождает наибольшие температурные колебания на поверхности планеты. Даже имея возможность адаптироваться, живые организмы могут лишь останавливаться в своем развитии на формах, выдерживающих это, особенно если температурные колебания все время пересекают поочередно точку замерзания и точку кипения главного для данного мира растворителя, играющего роль в органическом мире (например, вода на Земле). Если бы например, земные океаны то и дело испытывали на себе поочередно температуры точки кипения и замерзания, то трудно себе представить развитие жизни на Земле, каким мы его привыкли представлять, тем более, что большая часть совокупности живых организмов на Земле очень чувствительна к высоким температурам. На деле же земная орбита почти округлая, с эксцентриситетом менее чем 0.02; другие планеты Солнечной системы (исключение составляет Меркурий) имеют эксцентриситет в таких же терпимых параметрах.

Собранная информация об эксцентриситете экзопланет была сюрпризом для ученых: 90 % их имела больший эксцентриситет чем известен в пределах нашей Солнечной системе, и составлял в среднем 0,25.

Движение планет вокруг своей оси также должно отвечать определенным требованиям, дабы жизнь могла развиваться. Первое допущение заключается в том, что на планете должно быть достаточно мягкое чередование сезонов и сезонных температур. Если наклон оси вращения планеты мал или отсутствует (или косо направлен) относительно обычной линии, перпендикулярной плоскости эклиптики, времен года не будет и главный стимул к развитию биосферы исчезнет. Планета также будет холоднее, чем она была бы при существенном наклоне оси: когда наибольшая интенсивность излучения бывает лишь у экватора и в низких широтах, теплая погода не приходит в районы, более близкие к полюсам и внетропическая зона и весь климат планеты находится во власти холодных полярных воздушных масс. Если планета сильно наклонена, смена сезонов будет экстремально резкой, для биосферы будет трудной задачей выдерживать такой климат и сохранять постоянство в своем развитии. Хотя в течение Четвертичного периода самый большой наклон земной оси совпадает с периодами наименьшего оледенения, наибольших температур и меньших сезонных колебаний, ученые до сих пор не знают, могла ли продолжиться эта тенденция с возрастанием наклона оси (см. «Земля-снежок»). Точный эффект от этих изменений может показать только компьютерное моделирование, и исследования показывают, что даже экстремальные колебания в 85 градусов не совершенно уничтожают жизнь «при условии, если это не происходит на континентальной поверхности, где могут возникать довольно высокие температуры.» Не только небольшой наклон оси, но и эти колебания с течением времени могут быть приняты во внимание. Наклон оси Земли варьировался между 21,5 и 24,5 градусов в течение 41 000 лет. Более серьёзные или более быстрые изменения способны оказать влияние на климат, сделав его более суровым, а колебания температур — более жестким.

Другие требования к орбите включают:

Планета вращается относительно быстро, так что смена дня и ночи происходит не очень долго. Если день занимает существенную часть года (или весь или даже несколько лет), изменения температур между днем и ночью могут быть весьма выраженными, и перед возможной жизнью возникает проблема, сходная с той, что уже рассматривалась на примере влияния эксцентриситета на климат.

Изменения направления оси вращения (прецессия) не должны быть выраженными. Сама по себе, прецессия не влияет так на климат, как изменение наклона оси. Однако, прецессия имеет тенденцию усиливать изменения, вызванные другими орбитальными отклонениями; см. «Циклы Миланковича». Прецессия на Земле составляет цикл в 25 765 лет.

Луна играет ключевую роль в изменении земного климата, стабилизируя изменения наклона оси Земли. Это может навести на мысль, что хаотические изменения могут разрушительно влиять на развитие жизни — таким образом, спутники для потенциально жилой планеты не только полезны, но необходимы, создавая нужную для развития жизни стабильность. Впрочем, эта позиция спорна.