本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
自 1990 年代首次發現系外行星以來，我們已經發現了 3,500 多個太陽系外的世界。其中大約三分之一的尺寸小於地球的兩倍。毫不奇怪，我們開始想知道，其中一些世界是否不僅是地球大小（或多或少），而且還像地球一樣。不幸的是，我們目前擁有的資料無法告訴我們。
行星探測技術通常僅提供兩種資訊之一：行星的大小，以其半徑或最小質量（有時兩者都有）表示；以及從其恆星到達行星的輻射量。
瞭解行星的大小隻能提供大致的資訊。如果它的質量或半徑與木星相似，那麼我們可以合理地假設它是一個擁有深厚大氣層且沒有宜居表面的氣態巨行星。如果行星的大小與地球大致相當，那麼它更有可能擁有一個具有稀薄大氣層的岩石表面。具有諷刺意味的是，目前發現的大多數系外行星都介於這兩個狀態之間。這些所謂的“超級地球”在我們太陽系中沒有類似的行星，它們可能是巨大的岩石行星或迷你氣態巨行星。
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少數情況下，我們能夠測量半徑和質量，從而計算出平均密度，但這隻會增加混亂。粗略地說，比地球大 40% 的行星很可能是氣態的，但是在兩個方向上都有許多例外。
解釋來自恆星的輻射同樣令人困惑。這種能量可以轉化為平衡溫度，相當於沒有大氣層的行星表面的溫度。對於地球，我們的平衡溫度為 0 華氏度（約零下 18 攝氏度），遠低於水的冰點。我們的大氣層捕獲熱量，將其提升到全球平均 59 華氏度（15 攝氏度）——這個值有利於液態水和生命。然而，大氣層的捕熱特性變化很大，取決於其厚度和氣體成分。我們的大氣層將地球的溫度從零度以下提高到適宜生命的水平。相比之下，在金星上，平衡溫度為舒適的 80 華氏度（約 27 攝氏度），其厚厚的大氣層主要由溫室氣體二氧化碳組成，將實際溫度提升到地獄般的 860 華氏度（460 攝氏度），將這個地球大小的行星變成了足以熔化鉛的火爐。
顯然，行星的平衡溫度或無大氣溫度並不能說明其宜居性。我們星球的生命支援條件源於一系列相互關聯的特性，包括保護免受太陽耀斑影響的磁場、水的保留（這對我們所知的生命至關重要，並且以蒸汽形式存在，是一種溫室氣體）以及其岩石的組成，它們與板塊構造一起創造了碳矽酸鹽迴圈。
此外，由於只有一個可以支援生命的行星例子，我們不知道這些屬性的任何變化如何影響宜居性。即使我們可以測量它們，我們也無法知道當我們偏離地球值時，我們從類似地球的條件變化到非類似地球的條件的速度有多快。
簡而言之，不可能對宜居性進行定量測量。
如果這聽起來令人沮喪——請振作起來！下一代望遠鏡將能夠研究穿過系外行星大氣層的星光的吸收情況。這被稱為光譜學，可以揭示其空氣中存在的氣體，這與其難以捉摸的表面發生的事情有關。正確的氣體混合物可以指示岩石型別和地質情況，甚至可能暗示生命的跡象。
挑戰在於，這些新儀器的使用時間將非常短。那麼，我們如何從 3,500 個可能的觀測目標列表中選擇最佳觀測候選物件呢？這就是天文學家和行星科學家開發用於對行星進行排名以進行樣本選擇的指標的原因。
這些指標對於瀏覽新聞的人來說很熟悉。“宜居帶”是指圍繞恆星接收與地球相似輻射量的區域。如果一個地球克隆體在這個區域中執行，它可以保持表面上的液態水。第二個指標是凌星系外行星的宜居性指數，或稱 HITE。它使用略作修改的宜居帶，並偏愛具有較小半徑和更圓形軌道的行星。第三個指標是 ESI，或稱地球相似性指數，它將行星的屬性與地球的值進行比較。
這些指標集中於尺寸和輻射水平最接近地球的行星子集。它們沒有做的是衡量行星能夠支援生命的可能性。在沒有辦法測量表麵條件的情況下，完全不可能說具有高指標值的行星比排名低於它的行星更可能宜居。
這很容易證明。在太陽的宜居帶中，存在地球，但也存在其貧瘠的月球。同樣，如果我們觀察金星作為系外行星並測量大小和平衡溫度，我們會計算出 0.9 的 ESI，其中 0.8 被宣告為“類似地球”的閾值。系外行星開普勒 442 b 在 HITE 指標上的得分高於地球；但我們真正瞭解的只是它的半徑和輻射水平。
過度解釋這些選擇工具以聲稱它們衡量宜居性是一場危險的遊戲。僅僅基於兩個屬性就聲稱我們可以評估像生命支援條件這樣複雜的東西是荒謬的，這兩個屬性都沒有直接探測相關環境。這相當於根據身高和眼睛之間的距離來判斷一個人的性格。這種說法在流行媒體甚至科學文獻中的擴散有使行星科學家不被認真對待的風險。
如果公眾對該領域失去信心，那麼為未來的行星發現任務爭取資金將變得困難。如果科學家聲稱他們已經發現了宜居行星，為什麼要撥款來識別宜居行星呢？
因此，在《自然天文學》的一篇評論中，我們建議需要更改語言，以便樣本選擇指標不再在其名稱中包含“宜居性”和相關術語。例如，宜居帶可以改名為“溫帶帶”，以將重點放在行星接收的輻射量上，而不是其支援生命的能力上。如果無法檢測到，例如當行星對於當前或計劃的儀器來說太遙遠時，這些指標也應變為零。
在過去的 20 年裡，我們瞭解到行星很常見，並且在最奇怪的情況下形成。我們發現了像《星球大戰》中的塔圖因那樣繞著雙星執行的世界、繞著已死亡恆星的殘骸執行的世界以及其他根本沒有恆星的世界。我們現在正處於發射探測器來探測這些外星世界真正是什麼樣子的邊緣。這是一個將有助於回答我們來自哪裡以及我們是否孤獨的計劃。讓我們不要為了一個快速的頭條新聞而搞砸它。