在太陽系之外尋找宜居行星的難度加大了。今天在arXiv伺服器上釋出的一項研究表明,使M矮星附近的行星容易探測到潛在生命跡象的因素,也降低了生命實際上在這些行星上存在的可能性。
研究人員經常引用M矮星(一種紅矮星)的環境,認為這是一個相對容易尋找可能適宜居住的行星的地方。這些恆星是銀河系中最常見的型別,它們的小尺寸和質量使得更容易探測到繞其執行的行星,並利用星光來探測行星的大氣層。M矮星比太陽冷,因此它們的宜居帶(恆星周圍,水可以以液態形式存在於固體表面的區域)比太陽的宜居帶更近。因此,該區域的行星完成軌道執行的時間比地球繞太陽執行的時間要短,從而為天文學家提供了更多研究它們的機會。
但是,哈佛-史密森天體物理學中心的 Ofer Cohen 天文學家表示,M矮星周圍的宜居帶可能離恆星太近,以至於無法維持生命。他今天在馬薩諸塞州波士頓舉行的美國天文學會會議上的新聞釋出會上宣佈了這一發現。正如太陽吹出穩定的帶電粒子流(太陽風)一樣,M矮星也會產生自己的風。Cohen 說,這種風會剝奪宜居帶行星的保護性大氣層,使生命更難立足。Cohen 指出,只有當行星的磁場比地球的磁場強(強大到足以偏轉恆星風)時,它才能保持其大氣層。
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早期的研究結果已經使天文學家對這些行星上生命的可行性產生了疑問。例如,M矮星耀斑已被證明會侵蝕周圍行星的大氣層。“這又一次打擊了圍繞 M 矮星執行的宜居行星,”賓夕法尼亞州立大學州立學院的地球科學家 James Kasting 說,他沒有參與這項研究。
Cohen 和他的團隊研究了 M 矮星對美國宇航局開普勒航天器識別出並顯示位於其恆星宜居帶內的三顆行星的影響。由於實際母恆星的關鍵特性未知,該團隊選擇了一顆相對年輕的 3 億年星齡的矮星,Lacertae (EV Lac) 作為替代。EV Lac 的光度和驅動恆星風的磁活動得到了很好的表徵。這三顆候選行星比水星離太陽的距離要近得多。
研究人員發現,行星遇到的恆星風壓力將比地球上的壓力強 10 到 1,000 倍。
然而,賓夕法尼亞州維拉諾瓦大學的天體物理學家 Edward Guinan 指出,比 EV Lac 年長的 M 矮星可能具有較弱的恆星風。他說,如果是這樣,一顆在最初的十億年裡大部分大氣層都完好無損的宜居帶行星可能仍然能夠支援生命。
即使天文學家可能更傾向於在大小和質量上與太陽相似的恆星周圍發現生命,Cohen 說,像美國宇航局的凌日系外行星巡天衛星 (TESS) 這樣的任務仍然是合理的,該衛星將研究 M 矮星宜居帶的行星等。Cohen 說,這些觀測將有助於深入瞭解整個星系生命的潛力。馬薩諸塞州理工學院的 TESS 科學家 Sara Seager 說,天文學家一直對 M 星活動可能如何影響潛在的宜居行星保持警惕。“觀察者總是會不受理論限制地尋找宜居性,”Seager 說。“我們有什麼好損失的呢?”