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惑星の特性
居住可能な惑星についての主な仮説は、それは地球型惑星だということである。
これらの惑星は、だいたい地球と同じほどの大きさで、主に珪酸岩石で構成されていて、外層は巨大ガス惑星に見られるような気体の水素やヘリウムで覆われてはいない。
生命が巨大惑星上層の雲の中で発達できるかについては、はっきりとは否定できない。
けれども、それらには地表がなく、その重力は膨大であり、生命が誕生する可能性はあまりありそうに無いとも考えられる。
その一方、巨大惑星の衛星は、生命を宿す有力な候補となっている。
生命を支えられそうな環境を分析する場合、普通は簡単なもの、真正細菌のような単細胞生物と古細菌、それに複雑な後生動物（動物）との間に区別を付ける。
どんな生命の系統樹を仮定しても、当然ながら単細胞生物は多細胞生物に先立って現れることになるが、単細胞生物が誕生すれば必ずより複雑な多細胞生物にまで進化すると言う保証は無い。
以下の惑星の特性は、生命全般にとって重要なことだと考えられているが、いずれも、より大きく複雑な植物や動物のような多細胞生物ほど条件が厳しくなると考えるべきものである。
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質量
低質量の惑星は、以下の2つの理由から生命を宿す候補としては適さない。
一つ目に、その低い重力では大気の保持が難しいことである。
大気を構成する分子は、脱出速度に達しやすくなり、吹き付ける太陽風や衝突などで容易く宇宙空間に失われる。
厚い大気を持たない惑星は、原始の生化学に必要な物質を欠き、その地表には少ない断熱効果と乏しい熱移動 (heat transfer) しかもたらさず（例えば、薄い大気しか持たない火星は、同じような距離にあったとしても地球より寒い）、短波長の放射線や隕石に対する保護効果も少ない。
さらに、大気が地球大気の0.006%より少なく、大気圧が4.56mmHg (608Pa) に届かない場合、水は液体の状態で存在できない。
水が液体である温度の範囲は、一般的に圧力が低くなるほど低下する（気圧が下がると水の沸点も下がるため）。
二つ目に、小さい質量の惑星ほどその直径も小さくなり、その結果より大きなものと比べて体積（ほぼ質量に比例）と比較した表面積の割合が高くなる（たとえば地球の半分の直径の惑星では、体積は地球の1/8だが表面積は1/4である）。
このような天体は、形成時に残ったエネルギーを早く失う傾向があり、その結果地質学的な死を迎え、火山、地震、それに地殻変動による、生命を維持するための資源であり大気の温度も保持する物質（二酸化炭素のような）の供給が失われることになる。
プレートテクトニクスについては、少なくとも地球では特に重要なことであるように見える。
それは重要な化学物質や鉱物を再生するだけではなく、大陸を作り出し環境の複雑さを増して生物多様性を育むとともに、地球の磁場を生成するのに必要な対流を生み出す助けにもなる。
"低質量"というのは一部相対的な呼び名である。
地球は太陽系の巨大ガス惑星と比較すると低質量であると考えられる。
だが、その直径と質量は太陽系の地球型惑星の中で最大であり、密度も最も高い。
その重力だけで大気を保つのに十分なほど大きく、また溶融したコアが熱機関として残るのに十分なほどにも大きくあり、その表面には様々な地質学的な動きがある（惑星のコアでの元素の放射性崩壊は、惑星の加熱にとって重要な要素である）。
対照的に火星は地質学的な死に近く（あるいは既に死んでいるとも考えられている）、その大気のほとんども失われている。
したがって、居住可能性の下限となる質量が、火星と地球や金星の間のどこかに位置していると推論して問題ないだろう。
ただ、特殊な条件下では例外もある。
木星の衛星イオ（地球型惑星よりも小さい）は、その軌道から引き起こされる木星の潮汐力によって、活発な火山活動を見せている。
隣接するエウロパもまた、巨大ガス惑星に近い軌道から生まれるエネルギーにより、氷の外殻の下に液体の海を持っているかもしれない。
一方、土星のタイタンは厚い大気を保っており、その表面の液体メタンの中での生化学的反応により、表面に生命を宿す可能性を持っている。
これらの衛星は例外であるが、質量が居住可能性の基準として絶対だと考えることはできないということも証明している。
最後に、大きな惑星はおそらく大きな鉄のコア（核）を持っている。
これにより、惑星を太陽風から守るための磁場を作ることができるようになる。
磁気圏がなければ、惑星の大気は剥がれて取り去られ、そこに住む生物はイオン化した粒子を浴びせられることになるだろう。
質量だけが磁場を生成する唯一の基準となるわけではなく、コアにダイナモ効果が生まれるには、惑星は十分な速さで回転もしなければならない。
だが、質量はその過程の重要な要素ではある。
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軌道と回転
その他の基準として、軌道と回転という特性の影響を確定することは重要な点である。
極端な軌道は、惑星が主星に最接近した時と最も遠い時の違いを生むことになる。
軌道が極端であればあるほど、その惑星表面の温度変化も大きくなる。
しかし、生物はそれらの悪条件に適応することができる。
とはいえ、この変化に耐えられるのは生物だけであり、もしその変化が惑星の生物のための液体（例えば、地球の水）の融点と沸点両方の範囲内であればの話である。
例えば、地球の海洋が沸騰と凝固を交互に繰り返しているとしたら、そこに私達が知っているような発展した生命を想像することは難しい。
より複雑な生物ほど、大きな温度差には敏感である。
地球の軌道はほとんど完全に円形であり、離心率は0.02以下である。
水星を除く太陽系の他の惑星も、同じような良好な軌道を持っている。
集められた太陽系外惑星の軌道のデータは、多くの研究者を驚かせた。
その90%は太陽系で見つかっている惑星よりも大きな軌道離心率を持っており、その平均は実に0.25であった。
これはサンプルの偏りによる結果だということが十分考えられる。
多くの惑星は直接観測されず、むしろその主星に起きる"よろめき"を元に推定される。
離心率が大きければ大きいほど、恒星は大きな摂動を起こし、したがってそのような惑星が探知される確率は高くなる。
また、惑星の自転も、生命が進化する機会を持つためには、ある基準を満たしていなければならない。
最初の仮説は、惑星はほどよい季節を持つべきだということである。
もし小さな、あるいは全く赤道傾斜角が無く、黄道に垂直な状態であれば、四季は全く起こらず、生命の活動への主な刺激は失われるだろう。
また、惑星も傾きを持つ場合よりも遥かに寒いだろう。
最も激しい放射は常に赤道から数度の範囲が浴び、温かい天気は極地域に移動できず、惑星の気候は冷たい極の気象システムにより支配されることになる。
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逆に、もし惑星が大きく傾くと、季節の変化は極端なものとなり、生物圏が恒常性を達成することはより難しくなるだろう。
ただし、第四紀に赤道傾斜角の傾きが増大したのと同時に、極の氷の減少（つまり温度の上昇と季節的変動の「減少」）が起きていたことが分かっている。
とはいえ、このときよりもさらに赤道傾斜角の傾きが増加した場合にも、季節による変動が穏やかになるというこの傾向が続くのかどうかは科学者にもわかっていない。
現時点では、こうした変化がもたらす影響はコンピュータモデルによって推測することしかできないが、研究では、85°というかなりの角度まで傾けても、「これによって大陸が季節ごとにひどい高温に曝されさえしなければ」生命の可能性が完全には排除されないことが示されている。
また、平均の赤道傾斜角だけでなく、時の経過による変化も考えなければならない。
地球の傾斜は4万1千年かけて21.5°から24.5°の間で変化している。
より極端な変化や、ごく短周期の変化は、気候に深刻な季節の変化などの影響を引き起こすだろう。
その他に、軌道に関して考慮すべき点は、
惑星は昼夜のサイクルが長くなりすぎないよう、比較的速く回転せねばならない。
昼間（日が昇って沈むまで）に何年もかかるようだと、昼側の面と夜側の面との温度差は顕著なものとなり、極端な軌道離心率と同じような問題がでてくるだろう。
回転軸の方向の変化（歳差）は、著しいものであるべきではない。
歳差は、傾斜の（角度でなく）方向が変わるものであり、単独では必ずしも居住可能性に影響はしない。
しかし、歳差はその他の軌道の逸脱により引き起こされた変化を強調する傾向がある。
地球の歳差は2万3千年周期で発生している。
地球の月は、赤道傾斜角を安定させ地球の気候を和らげるのに、極めて重要な役割を演じているように見える。
それは、居住可能性の条件にとって無秩序な角度となるのを防いでいるかもしれない。
すなわち、月のようなサイズの衛星は、役に立つだけでなく、そもそも安定を生むために必須だということである。
だが、この意見についてはまだ議論中である。
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地球化学
一般的には、どんな地球外生命も地球で見つかるものと同じ基本的な化学的性質、宇宙で最もありふれ、また生命に最も重要な4つの元素、炭素、水素、酸素に窒素を元に存在するだろうと考えられている。
確かに、生物に必要な単純な化合物であるアミノ酸等は、隕石や星間物質から発見されている。
これら4つの元素は、地球の生物共同体量の96%以上を占めている。
炭素はそれ自身や、複雑で大規模な格子や様々な構造を接合し形成することに関しては、他に並ぶものが無い能力を持っており、生きた細胞のような複雑な構造を作るための理想的な物質となる。
水素と酸素は水を形成し、生命の誕生にとって最初の反応が起こった場所の溶剤となる。
有機化合物を酸化させることで利用できる、炭素と酸素の間の強力な共有結合を構成するエネルギーは、全ての複雑な生命の燃料である。
これら4つの元素は同時にアミノ酸を構成する。
アミノ酸は生きている組織を構成する蛋白質を形作る物質である。
宇宙の中での元素の相対的な量は、必ずしも惑星の中での量に反映されるわけではない。
例えば、4つの生命の元素では、酸素だけが地球の地殻に豊富に存在している。
これは、水素や窒素などのこれら多くの元素のほとんどの基本的な化合物（二酸化炭素や一酸化炭素、メタン、アンモニア、それに水など）が暖かい温度で気体となるという事実から、部分的に説明することができる。
太陽に近い熱い領域では、これら揮発性の化合物は惑星の地質的な形成において重要な役割を果たすことはできない。
その代わり、これらは気体として、主に二酸化ケイ素（ケイ素と酸素の化合物。
酸素の相対的な豊富さの元）などからなる岩石により新たに形成された地殻の下に捕らえられた。
最初の火山に始まる揮発性の化合物の放出は、惑星の大気の形成に寄与することになっただろう。
ユーリー-ミラーの実験は、原始大気の中でエネルギーを放出することで、単純な化合物の合成によりアミノ酸が形成できることを示した。
しかし、火山からのガスの放出だけでは地球の海の水の量を説明することはできない。
生命に必要な水のほとんど大部分（それにおそらく炭素も）は太陽の熱から遠く離れ、これらが固体のまま残っていた太陽系外縁部から来たに違いない。
太陽系の初期の地球への彗星の衝突は、莫大な量の水を、初期の地球で生命に必要なその他の揮発性の化合物（アミノ酸を含む）とともに堆積させ、生命の進化を始動させただろう。
したがって、これらから、4つの"生命の元素"はその他の場所でも容易く利用できるはずだ、という考えには疑問が持たれることになる。
居住可能な系となるには、長期間軌道を回っている天体から、内側の惑星に元となるものが供給される必要があるということも、ありそうである。
彗星が無ければ、私達が知る生命は地球に存在していない可能性がある。
だが、地球で必要とされる物質ではなく、その他の元素を生命の生化学的な基礎とする可能性は残されている。
人気があるのは何故か？ 熟女はやっぱりいいものです。
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