- 圖注：開普勒-186f是在恆星周圍發現的最小的、地球大小的行星之一，其大小僅比地球大17%。但它繞著一顆紅矮星運行，這意味著它不會有與地球相同的條件。這是否意味著它比一顆與地球表面狀況相似的行星更有利或更不利，還有待於進一步研究。
在過去的十年中，我們對除恆星外的恆星周圍存在什麼行星加不斷地加深了理解。已知的系外行星數量，已知的系外行星數量已經從10年前的幾十顆增加到了4000多顆，這由NASA開普勒任務取得巨大成功所開創。它們的大小，軌道距離和各種類型的恆星都有各種各樣的形式。我們終於可以用數據來談論母星外的情況，而不僅僅是推測。
我們什麼時候才能找到太陽系以外的第一顆有人居住的行星？有沒有人類可能居住的系外行星？哪個類太陽系的行星最像地球？但是，我們研究的越多，就越清楚地得出一個結論：問一個系外行星的"類地"是一個錯誤的問題。宇宙是迷人的，多樣的，最適合生命存在的地方可能並不是地球。
- 圖注：開普勒-452b（右）系外行星，與地球（左）相比，可能是地球2.0的候選行星。觀察與地球相似的世界是一個引人注目的開始，但它可能不是最有可能在銀河系或整個宇宙中找到生命的地方。
當我們環視太陽系周圍的行星、衛星和其他世界時，很顯然地球是一個很特別的星球世界，生命在這裡生長、延續和繁榮，改變了生物圈，並變得複雜、智能和技術先進。當科學家們說他們正在尋找“地球2.0”或“類似地球”的系外行星時，他們在尋找與我們有幸經歷的情況相似的條件。
但是這種思維方式內在地存在著偏見。我們假設地球經歷（並繼續經歷）的條件最有利於我們期望的結果。但是隨著我們對宇宙的瞭解越來越多，我們有充分的理由挑戰這一假設。 這可能體現五種方式。
- 圖注：美國國家航空航天局的凌日系外行星勘測衛星（TESS）及其成像外行星能力的說明。開普勒給我們的系外行星比任何其他任務都多，但苔絲已經把我們推到了4000大關。我們現在正在使用TESS來確定適合詹姆斯·韋伯（James-Webb）及其他的直接成像和透射光譜的地球大小、潛在的可居住的候選對象。
1.）行星的大小。
地球大小恰到好處，不是嗎？ 如果太大，我們將掛在巨大的氫氣和氦氣包層上（例如海王星或天王星）； 如果我們太小，我們將根本無法很好地保持大氣層（如火星或水星）。 因此，地球大小是必經之路，不是嗎？
只是，土星的衛星土衛六比火星小，但它的大氣層比地球還要厚。金星比地球小，質量比地球小，其表面的氣壓是我們的90倍。木星的大型水世界歐羅巴可能擁有海底生物的理想條件。這些例子，甚至僅限於我們自己的太陽系，提醒我們生命的可能性存在於許多大小不一的世界，而“地球大小”並不是一種特殊的屬性。
- 圖注：在其恆星的宜居區域中發現了21個開普勒行星，其直徑不超過地球直徑的兩倍。 這些世界中的大多數繞著紅矮星運行，更接近圖的“底部”，並且在傳統意義上可能不像地球。但是，傳統的可居住區域之外的行星可能仍被發現適宜居住。
2.）“宜居區域”的想法。
如果一顆系外行星具有地球大小，且大氣層與地球的大氣層相似，那麼從母星到有合適的溫度讓液態水出現在該行星表面的正確位置是什麼？這個問題的答案，儘管是任意的，但我們是如何得出我們在“可居住區”圖表中常用的定義的?
但事實是，距離恆星遠得多的行星可能有更厚的大氣層，導致氣候溫和。一顆反照率低得多或具有特定雲層特性的行星可能更接近它的母星，並且仍然具有溫和的條件。較熱的行星可能在其上層大氣中繁衍生息；較冷的行星可能在冰下繁衍生息。“可居住區”是一個有偏見的起點，科學已經發展到這種天真的定義不再有用的地步。
- 圖注：通過顏色和大小對恆星進行分類的系統非常有用。通過調查我們當地的宇宙區域，我們發現只有5％的恆星與我們的太陽質量相同（或更大）。它的亮度是最暗淡的紅矮星的數千倍，但最大的O型星的亮度是我們太陽的數百萬倍。大約20％的恆星屬於F，G或K級。
3.）需要像太陽一樣的恆星。
宇宙中絕大多數恆星都是紅矮星：低質量恆星穩定而緩慢地燃燒燃料，而只有大約20%的恆星將與太陽共命運：燃燒數十億年，成為一個紅巨星，結束它們作為行星星雲的生命。儘管一些（主要在質量範圍的低端）耀眼的紅矮星會閃耀，而且大多數繞著紅矮星運行的行星也會被潮汐鎖定，但這些條件並不一定會禁止生命。
這裡確實有把精華和糟粕一起丟掉的危險。是的，在某些紅矮星系中生命不可能存在，但是直到我們對這些行星系統進行普查，並測量這些行星系統的性質，如果它們擁有大氣，我們就不能臆斷在該些行星上不存在生命的結論。
- 圖注：儘管“雪球地球”的設想可能有爭議，但令人懷疑的是細節，而不是在遙遠的過去，熱帶緯度地區基本上被冰覆蓋的總體影響。休倫冰期可能是地球歷史上最大的一次大滅絕，而發生在大約6-7億年前的一次較新的冰期可能為寒武紀的爆發鋪平了道路。地球生物圈在決定地球溫度方面起著調節作用，但外行星的生物反饋我們一無所知。
4.）生命會自我調節其生物圈嗎？
這是我們沒有足夠的答案的另一個關鍵問題：一個僅僅由於物理和化學過程而變得不適宜居住的行星，是否真的能夠通過早期簡單生命的存在，在漫長的天文時間尺度上保持適宜居住？
我們知道地球上有許多反饋機制，能量輸入的巨大外部變化可能只會轉化為生物圈內的微小變化。一個星球上早期生命的存在，也許是因為出現了更有利的條件，是否掌握著開啟一個星球上生命長期穩定的鑰匙？如果是這樣的話，我們將無法從根本上理解是什麼使一個行星具有潛在的可居住性（更不用說長期的可居住性），除非我們對這個問題有更好的理解。
- 圖注：恆星在銀河系中的位置與其金屬丰度或重元素的存在之間的關係。距離銀河系中心盤約3000光年的恆星，在數萬光年的距離範圍內，具有極其類似於太陽系的重元素。不過，重元素丰度越高或越低的恆星對生命就越有利，這似乎非常有道理。
5.）金屬真的重要嗎？
對於第一代恆星來說，只有氫和氦可以製造它們。在我們的太陽系中，所有物質總質量的1-2%是由較重的元素（如氧、碳、氮和其他生命所必需的元素）構成的。沒有足夠重元素的恆星不能產生岩石行星和產生生命所需的原始分子。
但是，線是從哪裡劃出來的？太陽系中一半的重元素能產生一個有生命和有機物的行星嗎？10%的人可以嗎？1%怎麼樣？另一方面，500%呢？當我們的樣本量為1時，我們不知道我們是否幸運，也不知道我們是否是成功幾率最大的典型例子。這些只是一些懸而未決的問題，使我們無法對“類似地球”的真正含義進行有用的定義。
- 圖注：在距太陽25光年內，有許多已知系外行星的恆星，而K2和TESS等任務會發現更多這樣的恆星。巴納德星是離我們最近的第二顆恆星，擁有一個環繞它運行的超地球世界。
令人不安的事實是，宇宙真的在和我們玩數字遊戲。當我們觀察宇宙時，的確是這樣：僅在銀河系中，就有大約100億個地球大小的行星，圍繞著我們通常稱為可居住區的恆星運行，這些恆星的質量和溫度與我們的太陽相似。很大一部分的重元素也與我們的太陽系相似，這表明這些類型的系外行星（我們可能會想將其稱為“地球2.0”的候選者）確實非常豐富。
但是，還有許多其他類型的系外行星不能滿足所有這些條件，其中可能存在許多可宜居的星球的數量，遠比我們天真的形容為像我們自己的星球的數量還要豐富。 尋找“類地”行星可能會讓我們錯過銀河系中許多甚至大部分的行星，而實際上這些行星上的生命已經紮根並茁壯成長。
- 圖注：這張照片展示了距離我們大約40光年遠的特拉比斯特-1（TRAPPIST-1）恆星，以及它的行星反射在一個表面上。場景周圍的霜凍、水池和蒸汽也代表著每個世界上水的潛力。然而，目前還不清楚這些星球是否真的還有大氣層，或者是否被它們的母星吹走了。然而，有一件事是肯定的：除非我們自己深入研究它們的特性，否則我們不知道它們是否有人居住，這就需要我們現有觀測站以外的觀測站來進行探測。
相反，一種更好的方法是查看我們能夠查看的所有內容，並對可能找到的內容保持開放的態度。當然，很容易得出這樣的結論：
- 生命在地球上活得很好
- 因此，這些條件至少必須允許與地球條件相似的世界才會有生命，
正是這種想法使我們在執行的任何搜索中都得到有偏見的結果。如果我們在觀察之前就決定，紅矮星周圍不可能存在生命，那麼大小或軌道錯誤的系外行星或系外衛星永遠無法孕育生命，或者缺乏重元素的恆星不可能擁有維持生命的行星，那麼我們不僅有可能錯過宇宙中的許多生命實例，而且還會失去絕大多數可宜居的星球的風險。。
- 圖注：儘管已知有超過4,000種已確認的系外行星，但開普勒發現了其中的一半以上，但是在像我們的太陽這樣的恆星周圍發現，類似水星的世界遠遠超出了我們目前的行星探測技術的能力。從開普勒的角度來看，水星的大小是太陽的1/285倍，這比我們從地球的角度看到的1/194大小還要困難。
事實是，銀河系中近80％的恆星是這些低質量的紅矮星。火星大小或水星大小的世界比地球大小的世界要多得多。可能存在無數種大氣條件，它們可能會在各種軌道距離上誕生生命。甚至可能有更多的大型系外衛星——特別是在富含氣體的大型系外行星周圍——比地球大小的系外行星還要多。
我們很容易認為，如果我們有一個成功的例子（地球），那麼我們就應該尋找能模仿已知成功的例子。但這不是正確的科學方法；正確的方法是尋找儘可能多的看似合理的世界，包括但不限於與地球條件相同的行星。很可能大多數與地球條件相似的行星根本不適合生命，而許多與我們條件不同的行星甚至可能更適合生命。在測量結果揭示答案之前，認為“類地球”具有超出我們假設的偏見的任何科學意義還為時過早。
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