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我们的太阳是支持生命存在的完美恒星吗

  • 来源:互联网
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  • 2020-01-13
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我们倾向于认为我们的地球环境是正常的。这是一个水汪汪的、温和的世界,围绕着一颗稳定的黄色恒星运行。几乎不可避免的是,当我们想到生命可以生存的其它地方时,我们总是用自己的经验作为基准。

我们的太阳是一颗G型主序恒星,寿命约为100亿年。它大约已经有50亿年的历史了,已经为地球上的生命提供了近40亿年的动力。G型主序星在宇宙中不是最丰富的,也不是寿命最长的。它们只占银河系恒星数量的6%,寿命也只有100亿年。

银河系中的大多数恒星(约73%)是红矮星,即M矮星。M矮星比我们的太阳要冷,它们的宜居带也更小。但是它们的寿命要长得多,比太阳长一个量级。如果有合适的行星,它们的长寿命可能使它们成为生命繁衍的理想恒星。但红矮星很容易发生致命的耀斑,它们危险的能量输出可能并不像我们所知道的那样适合生命。

还有另一种类型的主恒星,天文学家开始把它们称为适居性恒星。它们的数量比太阳还多,寿命也比太阳长,它们释放的危险辐射也没有M矮星那么多。它们被称为K矮星,也被称为橙色矮星。

K矮星的寿命在150到450亿年之间,它们占银河系恒星的13%,它们释放的致命辐射只有M矮星的1/16。



在美国天文学会第235次会议上公布的一项新研究中,两名研究人员使用多台望远镜调查了银河系附近的一些G和k矮星。研究人员说:“K矮星处于最佳位置,其特性介于更稀有、更明亮、寿命更短的太阳型恒星(G星)和数量更多的红矮星(M星)之间。如果你在寻找适合居住的行星,那么K星的丰富会增加你找到生命的机会。”

在我们太阳系半径100光年的范围内,大约有1000颗K矮星,观察这些恒星的时机已经成熟。尽管它们的数量远远少于M矮星,但一些天文学家认为,在寻找潜在的可居住行星时,我们应该将注意力转移到K矮星上。

在生命适宜性方面,M矮星是有问题的。尽管它们很丰富,拥有很多系外行星,但它们很危险。因为它们很小,所以它们的可居住区很近。这意味着,在宜居地带的任何行星都可能被潮汐锁定,这可能会减少生命存在的机会。一边是永远的黑暗,另一边是永远的光明。这就造成了极端的、有问题的温差,黑暗的一面会冻结大气中的主要气体,光明的那一面会变得干枯贫瘠。



M矮星是非常有活力和不稳定的。它们经常是耀斑恒星,它们剧烈的能量输出很容易在一颗行星生命早期就把它的大气层剥离,并摧毁任何在这个星球上站稳脚跟的有机体。其中一些耀斑在几分钟内就能使恒星亮度加倍。

M矮星也可能有非常强大的磁场,可能会压倒任何围绕其运行的行星的保护性磁层。2013年的一篇论文研究了这些强大的磁场可能对任何可能适合居住的行星产生的影响。该研究称,除了少数情况外,为了维持地球大小的磁气圈,类地行星需要在比传统的宜居带更远的轨道上运行.否则,如果它在可居住区内运行,它至少需要一个从几G(高斯)到几千G不等的磁场。

M矮星强大的磁场加上它们的爆发,几乎可以肯定它们对生命是有害的。即使这种强烈的耀斑和强大的磁场可以在M矮星生命后期稳定下来,到那时处于可居住区的行星已经失去了它们的大气层。



K矮星并不像M矮星那样经历耀斑和混乱的能量输出。根据研究,K矮星发射的致命x射线只有一些M矮星的1/100。

这个项目测量了G和K恒星样本的年龄、自转速率以及X射线至远红外输出。他们在该项目中使用钱德拉X射线天文台和XMM-牛顿卫星,但他们严重依赖哈勃太空望远镜。哈勃望远镜对氢产生的紫外线非常敏感,他们利用这种敏感性来评估20颗K矮星发出的辐射。



研究发现,K星周围的辐射水平远低于M矮星周围的辐射水平。K星的寿命也比太阳更长,因此可居住区的迁移也较慢。这使得K矮星成为寻找生命的理想场所,而这些恒星将为高度进化的生命在合适的行星上发展留出时间。在太阳100亿年的整个生命周期中,K星的亮度只增加了大约10-15%,这使得生物进化成高级生命形式的时间跨度比地球上要长得多。

研究人员已经花了30年时间观测不同类型的恒星。他们已经确定了恒星的类型、自转、年龄、x射线和紫外线辐射之间的关系。这些数据是他们研究恒星的高能辐射如何影响行星大气和生命前景的基础。

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