本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
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系外行星科学的最大乐趣之一是看到它如何将新的和旧的结合起来，每一次发现都为我们非常熟悉的太阳系的本质带来了惊人的视角。我想我应该从“无限生命”档案中挖掘一篇帖子，以帮助说明这一点。下面是这篇帖子的一个新编辑版本，最初写于 2011 年 2 月，之后是一个小的后续。
系外卫星
我们的太阳系拥有非凡的天然卫星或月球阵列。其中许多在大小、组成，甚至化学和地球物理活动方面都完全可以与真正的行星相媲美。唯一的真正区别是这些世界位于轨道层次结构的更深处。我们系统中九颗规则卫星的直径大于 1500 公里，最大的（木卫三和土卫六）直径超过 5000 公里——比水星还大。木卫一（围绕木星）具有广泛而活跃的富硅酸盐和硫磺的火山活动。土卫六有一个比地球大气层稍稠密的寒冷大气层，以及一个多样化且全球性的碳氢化合物循环，将化合物从气态、液态到固态。许多卫星都有活跃和休眠的低温火山活动迹象——从土卫二到海卫一（查看 NASA 在 1990 年从旅行者 2 号图像制作的电影）和木卫二。它们还显示出非常令人信服的证据，表明存在地表下液态水海洋，其总体积很容易超过地球海洋的总体积——尽管可能富含氨等化合物。难怪当前许多未来太阳系探测任务的概念都集中在这些天体上——它们非常有趣。
然而，我们的卫星系统形成模型甚至不如我们的行星形成模型完善，这也是事实。围绕巨行星的卫星似乎可能形成于环行星气体和尘埃盘中，很像行星形成的缩小版，但存在许多注意事项。还有一个偷偷摸摸的事实；行星系统形成的模拟通常没有以允许我们跟踪卫星形成、捕获或丢失的方式进行设置（尴尬地咳嗽）。从这个意义上说，我们在理论框架方面甚至比二十年前行星的同等情况还要落后。
不过，有趣的是，探测系外行星周围卫星的前景可能不会太糟糕。它甚至可能与 1994 年的情况相当，即首次径向速度系外行星发现的前夕。在丰富的开普勒数据中，可能已经存在系外卫星的证据，导致凌星持续时间和凌星时间变化。卫星会使它们的行星摆动，就像行星通过抵消系统质心来使它们的恒星摆动一样。卫星不透明的体积也会在行星凌星期间看到的光量中植入微小的变化，同样，这种特征可能会为它们的存在发出信号。
然而，如果我们想寻找能够孕育生命的卫星，则有一些新的规则。恒星引力潮汐可能对卫星非常不利。与最终将行星带入自旋-轨道-同步性或潮汐锁定的力相同，也会扰乱卫星轨道并可能将其轨道椭率泵送到卫星直接飞走的地步。此外，一旦行星被潮汐锁定到它的恒星——有一个永久的白天和黑夜侧——那么实际上就没有稳定的卫星轨道了，随着时间的推移，任何卫星都会由于卫星-行星潮汐而向内螺旋。所有这一切的结果是，在太阳质量恒星的 0.6 天文单位范围内，在除了最年轻的系统之外的所有系统中，您可能不期望找到任何卫星——当然，假设它们首先形成。因此，最近开普勒发布的在其恒星约 0.5 天文单位范围内的行星数据可能不是理想的寻找地点。当我们开始确认更长轨道上的行星时，开普勒发布的 3.0 及更高版本可能是另一个故事。
我对系外卫星的兴趣部分受到了一篇可以说是关于这个主题的现代经典论文的刺激，该论文由Williams、Kasting 和 Wade于 1997 年撰写。吉姆·卡斯廷自己承认，这篇题为“系外巨行星周围的宜居卫星”的文章的灵感来自于观看某个科幻系列的某一集，其中描绘了一个叫做恩多的地方。这是一篇很棒的论文。其中的一个关键点是，由于卫星-卫星相互作用，卫星系统中的引力潮汐可能在消散足够的能量方面发挥关键作用，以弥补卫星远离恒星的经典宜居带。与其说是恒星加热，不如说是更多的地球物理加热。 2005 年，我尝试进行一些自己的后续研究，并在 NASA 的一些资助下，对当时已知的系外行星周围“宜居”卫星的潜力进行了小规模研究。这个想法很简单，我们知道这些行星及其可能拥有的任何卫星的恒星输入，那么需要什么样的潮汐力才能将它们推到可以维持液态地表水的温度？我很惊讶地发现一切都可能进展顺利。尽管存在一些注意事项，但如果我们将卫星以及行星都考虑在内，则合理范围内的潮汐加热可以有效地使这些系统中宜居带的大小增加一倍。这一切的好处在于，这种地球物理温暖的能量来自巨行星的自旋和（最终）轨道能量。由角动量驱动的生命？也许是这样。
五年后，我坐在一次漫长而乏味的飞行中，看了一部关于蓝皮肤外星人在环绕半人马座阿尔法星系统中一颗气态巨行星的热带卫星上嬉戏的电影。我突然想到，两部史诗般的 Hollywood 大片是如何为系外卫星的临时作品定下框架的，显然我们应该更多地听取编剧的意见。我还想到，系外卫星可能已经准备好完全从天体物理学的潜意识中浮现出来。一些最近的出版物似乎已经证实了这一点。
我们可能会谈论找到第一颗“类地”行星（一旦我们弄清楚这实际上意味着什么）。如果我们在冰或气态巨行星周围更有可能找到一颗“类地”卫星呢？这种情况发生的几率很可能更高。银河系宜居带中可能存在数百万颗岩石行星，但在巨型世界扩展宜居带中，可能存在同样多或更多的岩石、含水卫星。这甚至不包括可能潜伏在任何经典宜居带之外的卫星冰冷外壳下，巨大潜力且富含化学物质的液态水储藏库。
我并不是一时兴起地建议我们将注意力从寻找系外行星上转移开。我也希望那些在 1995 年之前献身于被视为边缘追求的先驱者是找到那颗地球双胞胎的人，他们应该得到它。然而，如果我们发现一个又一个贫瘠的世界，那么就该将我们的目光转向那些被巨行星奴役的奇异而奇妙的地方。
越来越近
现在我们距离那时仅仅八个月。 还没有人声称探测到系外卫星，但我越来越相信有人（如果我能抽出时间——他戴着费马帽说——甚至可能是我）会在明年内做到这一点。我认为这将是一种声称，它是否站得住脚还有待观察，这将是一项艰难的测量。不过，人们正在努力研究它；哈佛大学的 David Kipping 最近在文献中添加了几篇简洁的论文，描述了要寻找的效果。他还指出，如果你可以测量由于卫星的拉扯而导致的行星凌星发生时间的变化，以及由于卫星的存在而导致的这些凌星时长的变化，那么瞧，就可以估计卫星的质量和轨道大小。在某些方面，一颗围绕类太阳 G 矮星运行的 1 年轨道中的气态巨行星的探测促使其他人考虑直接宜居卫星的可能性。天文学家正在积极检查来自高精度地面望远镜对行星凌星的研究数据，以嗅探系外卫星，并且对开普勒数据的分析越来越多地伴随着关于系外卫星（截至目前尚未探测到）可能有多大的计算限制。
如果系外卫星在某个地方存在，并且没有理由认为它们不存在，那么系外行星科学的另一个篇章将会开启。也许我们最终将能够为伽利略在 400 多年前看到的木星周围出现和消失的小光点找到合适的背景，旧的将再次变成新的。