查看“︁地球相似指數”︁的源代码

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{{noteTA
|G1=天文学
}}
[[File:4 Terrestrial Planets Size Comp True Color.png|thumb|510px|虽然大小和温度迥异，太阳系的几个类地行星都拥有较高的地球相似指数：[[水星]]（0.39）、[[金星]]（0.78）、[[地球]]（1.0）、[[火星]]（0.64）。]]

'''地球相似指數'''（{{lang|en|'''Earth Similarity Index'''}}，[[縮寫]]作'''{{lang|en|ESI}}'''）是一個標定其他[[行星]]和[[地球]]相似程度的指數，範圍在0和1之間，地球自身的相似指数以1表示。地球相似指数是针对[[行星]]而设计，但也可以用于大型[[天然卫星]]和其他天体。地球相似指數可以經由行星半徑、密度、[[脫離速度]]和表面溫度代入公式計算得知<ref name=esi>{{cite web |title=Earth Similarity Index (ESI) |url=http://phl.upr.edu/projects/earth-similarity-index-esi |publisher=Planetary Habitability Laboratory |accessdate=2012-11-08 |archive-date=2014-02-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140203081236/http://phl.upr.edu/projects/earth-similarity-index-esi |dead-url=no }}</ref>。

該指數在0.8到1之間的行星代表擁有[[岩石]]組成的表面、可以在氣候溫和條件下保有類似地球大氣的行星。根据这个标准，太阳系中没有任何与地球类似的行星或卫星：除了地球自身相似指数为1之外，排名第二的金星的地球相似指数为0.78。但最近发现有多个太阳系外行星在此范围内，如[[克卜勒438b]]是已证实的系外行星中地球相似指数最高的，达0.88。若开普勒候选星[[KOI-4878.01]]得到证实，其相似指数高达0.98。<ref name="upr.edu">{{cite web|url = http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/data|title = HEC: Data of Potentially Habitable Worlds - Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo|work = upr.edu|accessdate = 2013-04-05|archive-date = 2017-12-01|archive-url = https://web.archive.org/web/20171201032102/http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/data|dead-url = no}}</ref> 

值得一提的是，地球相似指数并不是衡量[[行星适居性]]的指标，该指标由[[行星适居指数]]来表征。

== 计算公式 ==
{| class="wikitable"  style="float: right;"
! 性质
! 参考值
! 权重
|-
| [[平均]][[半径]]     ||  1.0 [[Image:Earth symbol.svg|12x19px|Earth]] || 0.57
|-
| [[堆密度]]        ||  1.0 [[Image:Earth symbol.svg|12x19px|Earth]] || 1.07
|-
| [[逃逸速度]]     ||  1.0 [[Image:Earth symbol.svg|12x19px|Earth]] || 0.70
|-
| [[表面温度]] ||  288 K  || 5.58
|}
地球相似指数由下列公式计算：

: <math> ESI = \prod_{i=1}^n \left(1 - \left|\frac{x_i - x_{i_0}}{x_i + x_{i_0}}\right|\right)^\frac{w_i}{n} </math>

其中<math> x_i </math>是行星的某个性质（如表面温度），<math> x_{i_0} </math>是地球上对应性质的参考值（如288K），<math> w_i </math>是该性质的权重，n是行星性质的总数量。权重用于调整不同性质的敏感程度。右表中列出了这些性质及对应的参考值和权重。

地球相似指数可以分为两部分：'''地球内部相似指数'''和'''地球表面相似指数'''。其中平均半径和堆密度用于衡量内部相似指数，而表面温度和逃逸速度用于衡量表面相似指数。两者综合起来的'''全局相似指数'''则用于整体测量。

== 高相似指数行星 ==
[[File:Kepler22b-artwork.jpg|thumb|right|250px|艺术家构想中的系外行星[[开普勒-22b]]。该行星因为与地球相似的大小和温度而被认为具有高地球相似指数，但是其密度当前还未知。]]

著名的地球相似天体都是[[系外行星]]。然后由于许多[[系外行星侦测法|系外行星探测方法]]对于地球相似指数的参数无法量化，该排名也仅作参考。例如使用较成功的[[凌日法]]可以高精度地测得半径，但是对于质量和密度则常常只能估计。又如[[径向速度法]]能够更精确地测得质量，但是测得精准的半径则较困难。因此通过多种方法来测定可以提高地球相似指数的精度，但多数场合下这是无法做到的。

以下行星具有高ESI指数：

{| class="wikitable"
! 行星
! 全局ESI
! 状态/注释/参考
|-
| [[KOI-4878.01]] || 0.98 || 未证实<ref name="upr.edu"/>
|-
| {{link-en|KOI-3456.02|KOI-3456.02}} || 0.93 || 未证实<ref name="upr.edu"/> 
|-
| [[克卜勒395c]] || 0.91 || 未证实<ref name="upr.edu"/> 
|-
| {{link-en|KOI-5737.01|KOI-5737.01}} || 0.90 || 未证实<ref name="upr.edu"/> 
|-
| [http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/DisplayOverview/nph-DisplayOverview?objname=KOI-7179.01 KOI-7179.01]{{Wayback|url=http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/DisplayOverview/nph-DisplayOverview?objname=KOI-7179.01 |date=20180803163743 }} || 0.89 || 未证实<ref name="upr.edu"/> 
|-
| {{link-en|KOI-5806.01|KOI-5806.01}} || 0.88 || 未证实<ref name="upr.edu"/> 
|-
| [http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/DisplayOverview/nph-DisplayOverview?objname=KOI-7235.01 KOI-7235.01]{{Wayback|url=http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/DisplayOverview/nph-DisplayOverview?objname=KOI-7235.01 |date=20180803163741 }} || 0.88 || 未证实<ref name="upr.edu"/> 
|-
| [[克卜勒438b]] || 0.88 ||
|-
| [http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/DisplayOverview/nph-DisplayOverview?objname=KOI-5499.01 KOI-5499.01] {{Wayback|url=http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/DisplayOverview/nph-DisplayOverview?objname=KOI-5499.01 |date=20190503210150 }} || 0.86 || 未证实<ref name="upr.edu"/> 
|-
| [[克卜勒296e]] || 0.85 ||
|-
| [[KOI-2194.03]] || 0.85 || 未证实<ref name="upr.edu"/> 
|-
| [[格利泽667|格利泽667C c]] || 0.84 ||
|-
| [[KOI-2626.01]] || 0.84 || 未证实<ref name="upr.edu"/> 
|-
| [[KOI-2626.01]] || 0.84 || 未证实<ref name="upr.edu"/> 
|-
| [[克卜勒452b]] || 0.83 ||
|-
| [[开普勒62e]] || 0.83 ||
|-
| [[葛利斯832c]] || 0.81 ||
|-
| [[开普勒283c]] || 0.79 ||
|-
| [[开普勒296f]] || 0.78 ||
|-
| [[鲸鱼座τe]] || 0.78 ||未证实<ref name="upr.edu"/>
|-
| [[格利泽180c]] || 0.77 ||未证实<ref name="upr.edu"/>
|-
| [[格利泽667|格利泽667C f]] || 0.77 ||
|-
| [[格利泽581g]] || 0.76 || 未证实<ref name="upr.edu"/>
|-
| [[格利泽163c]] || 0.75 ||
|-
| [[HD 40307 g]]  || 0.74 ||
|-
| [[开普勒61b]] || 0.73 ||
|-
| [[格利泽422b]] || 0.73 ||未证实<ref name="upr.edu"/>
|-
| [[开普勒-22b]] || 0.71 || <ref>{{cite web |url = http://phl.upr.edu/library/notes/updatesonexoplanetsduringthefirstkeplerscienceconference |title = Updates on Kepler-22 b during the First Kepler Science Conference - Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo |work = upr.edu |accessdate = 2013-04-12 |archive-date = 2011-12-08 |archive-url = https://web.archive.org/web/20111208085218/http://phl.upr.edu/library/notes/updatesonexoplanetsduringthefirstkeplerscienceconference |dead-url = no }}</ref>
|-
| [[开普勒-298d]] || 0.68 ||
|-
| [[开普勒62f]] || 0.67 ||
|-
| [[开普勒-174d]] || 0.61 ||
|-
| [[格利泽667|格利泽667C e]] || 0.60 ||
|-
| [[格利泽682b]] || 0.59 ||未证实<ref name="upr.edu"/>
|- 
| [[格利泽581d]] || 0.53 ||
|}

== 非行星的相似指数 ==
[[File:Io Earth Moon Comparison.png|thumb|right|450px|[[木卫一]]和地球、月球按比例的对比。太阳系的一些卫星和矮行星尽管明显比地球小，但是密度和温度与地球类似，这样它们的地球相似指数也相对较高。理论上地球大小的[[太阳系外卫星]]和其他非行星天体也能有高地球相似指数。]]

地球相似指数还能使用在其他非行星天体上，如[[天然卫星]]、[[矮行星]]及[[小行星]]。但至少对于我们已知的太阳系里这部分天体来说，因为它们的平均密度和温度较低，使得它们的全局地球相似指数也处于一个较低的水平。<ref>pg 143. [http://www.statslab.cam.ac.uk/~pat/misc.pdf Multivariate and other worksheets for R (or S-Plus): a miscellany] {{Wayback|url=http://www.statslab.cam.ac.uk/~pat/misc.pdf |date=20131012041237 }} P.M.E.Altham, Statistical Laboratory, University of Cambridge. January 10, 2013</ref>

以下非行星天体拥有较高的全局地球相似指数，其中只有土卫六有显著的大气：

{| class="wikitable"
! 天体
! 分类
! 全局ESI
|-
| [[KOI-433.02m]] || 太阳系外卫星（未证实） || 0.93
|-
| [[月球]] || 天然卫星 || 0.56
|-
| [[木卫一]] || 天然卫星 || 0.36
|-
| [[木卫四]] || 天然卫星 || 0.34 
|-
| [[木卫三]] || 天然卫星 || 0.29
|-
| [[谷神星]]  || 矮行星/小行星 || 0.27
|-
| [[木卫二]] || 天然卫星 || 0.26
|-
| [[灶神星]] || 小行星 || 0.256
|-
| [[土卫六]] || 天然卫星 || 0.24
|-
| [[智神星]] || 小行星 || 0.222
|-
| [[天卫三]] || 天然卫星 || 0.10
|-
| [[土卫二]] || 天然卫星 || 0.094
|-
| [[冥王星]] || 矮行星 || 0.075
|-
| [[海卫一]] || 天然卫星 || 0.074
|}

== 参考文献 ==
{{Reflist|2}}

== 外部連結 ==
* {{cite web |language=en |url=https://sites.google.com/a/upr.edu/planetary-habitability-laboratory-upra/projects/habitable-exoplanets-catalog/data |title=HEC: Data of Potential Habitable Exoplanets and Exomoon s |date=2012-07-20 |accessdate=2012-07-25 |archive-date=2014-03-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140309035420/https://sites.google.com/a/upr.edu/planetary-habitability-laboratory-upra/projects/habitable-exoplanets-catalog/data |dead-url=no }}

== 參見 ==
{{Portal box|太空|太阳系|天文学}}
* [[地球]]
* [[類地行星]]
* [[行星适居性]]

{{-}}
{{外星生命}}

[[Category:系外行星學|E]]
[[Category:天體生物學|E]]
[[Category:统计指数]]