如果你有一大堆乐高积木，你可以用它们做出无数种东西。如果你只有几块乐高积木，你可能在积木用完之前只能组装一个东西。但随着你的积木堆不断缩小，到一定程度时，你就没有足够的乐高积木来做出任何有趣的东西了——只能堆叠一两块砖头。
行星的形成过程实际上有些类似于乐高积木的搭建。一项使用美国宇航局凌日系外行星巡天卫星（TESS）观测的新研究发表在《天文杂志》上，揭示了一个前所未见的极限，在这个极限下，根本没有足够的合适元素来制造像地球这样的岩石行星。
恒星及其行星形成于太空中漂浮的大片气体和尘埃云。首先，星云的核心在引力作用下坍缩形成中心恒星，然后剩余的物质在围绕中心运行的轨道上凝聚成行星。这里的关键在于，恒星和行星是由相同的物质形成的——也就是说，恒星中存在的任何元素混合物都告诉我们该系统中行星可用的构成要素。
恒星中金属（在天文学术语中，金属指比氢和氦更重的任何元素）的含量被称为其金属丰度。堪萨斯大学天文学家乔纳森·布兰德（Jonathan Brande）解释说，恒星金属丰度是“我们在进行各种恒星、星盘和行星模拟时调整的第一个参数之一”。他并未参与这项新研究。
金属丰度还可以告诉我们恒星在宇宙生命周期中的年龄。重元素是在恒星核心和质量最大的恒星灾难性的超新星爆发中形成的，所以制造这些物质需要时间。因此，天文学家预计，第一代恒星的金属丰度较低，因为“它们诞生时形成的重元素较少”，布兰德补充道。
正如我们在太阳系中所见，行星主要由氢和氦以外的元素构成。因此，天文学家长期以来一直认为，金属丰度较低的恒星行星较少，因为缺乏构成它们的元素构件。观测还表明，类似木星的行星“与金属丰度有很强的相关性，这意味着金属丰度越低，形成的几率越小”，俄亥俄州立大学天文学家、该研究的首席作者凯尔斯滕·博利（Kiersten Boley）解释说。
然而，金属丰度越低行星越少的趋势不可能永远持续下去。到某个点，宇宙的乐高积木就会用完，无法制造任何行星大小的物体。但在此之前，没有人真正看到过这种“金属丰度悬崖”——即恒星用尽行星构成材料的临界点——直到现在。
遵循“金属丰度越低行星越少”的逻辑，以前的系外行星搜寻望远镜，如开普勒望远镜，专门针对类太阳恒星进行观测。这种策略旨在增加发现新行星的机会。因此，许多已知的系外行星都围绕着与我们的太阳具有相似金属含量的恒星运行。
美国宇航局较新的、专门用于搜寻系外行星的卫星（也是开普勒望远镜的后继者）TESS，采用了不同的计划。博利说：“TESS 改变了游戏规则。”该任务观测了夜空中所有类型的恒星，向我们展示了系外行星在星系不同区域、围绕不同类型恒星的情况等等。
“凯尔斯滕使用 TESS 观测了 10 万颗金属丰度最低的恒星，寻找小型行星，”加州理工学院系外行星研究所（NASA’s Exoplanet Science Institute）首席科学家、该研究的合著者杰西·克里斯琴森（Jessie Christiansen）在 X（原 Twitter）上解释道。“如果开普勒和 K2 的金属丰度趋势延续到太阳金属含量约 1/3 的恒星，她应该会找到 68 颗超级地球。”
“六十八颗，”克里斯琴森强调说。“她一颗都没找到。”
显然，存在一个构成要素耗尽的极限。博利说：“与其他类型的行星一样，金属丰度低的恒星形成超级地球也很困难。”
考虑到第一代恒星几乎不含金属，那些恒星可能根本就没有行星。博利补充说：“行星‘可能在近 70 亿年前才开始形成，这大约是银河系寿命的一半’。”
这对我们银河系中生命存在的时长具有引人入胜的启示。布兰德说：“我们知道，大约在 30-40 亿年前地球形成后不到 10 亿年，地球上就出现了生命。”根据 TESS 的新信息，这意味着地球上的生命形成“可能是在银河系条件允许的情况下，最早形成的”。
