靠近银河系中最丰富和最持久的恒星周围上的行星可能不像以前认为的那样适合生命存在。

(资料图)

一项新的研究使用NASA的钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory）和哈勃太空望远镜检测了一颗名为巴纳德星（Barnard’s Star）的红矮星，它的年龄约为100亿年，是目前太阳年龄的两倍多。红矮星比太阳温度低得多，质量也小得多，预计它们的寿命会更长，因为它们燃烧燃料的速度不会那么快。巴纳德星是离地球最近的恒星之一，距离只有6光年。

年龄不到几十亿年的年轻红矮星，被认为是高能辐射的强源，包括紫外线和 X 射线。 然而，科学家们对红矮星在其生命后期释放出多少有害辐射知之甚少。

新的观察结论是，大约有25%的时间，巴纳德星会释放出炙热的耀斑，这可能会损害紧密围绕它运行的行星上的大气层。虽然它唯一已知的行星没有适宜居住的温度，但这项研究增加了证据表明红矮星可能对其行星上的生命构成严重挑战。

“红矮星是数量最多的恒星种类，它们的小尺寸有利于科学家研究它们周围行星。领导这项研究的科罗拉多大学博尔德分校的凯文（Kevin France）说：“天文学家有兴趣了解红矮星周围宜居行星的前景。巴纳德星是一个很好的研究案例，可以帮助我们了解特别是年长的红矮星周围发生的事情。”

研究小组在2019年3月对巴纳德星进行的哈勃观测发现了两个紫外线高能耀斑，2019年6月的钱德拉观测发现了一个X射线耀斑。这两次观测的时间都约为7小时。

“如果这些快照代表了巴纳德星的活跃程度，那么它就会释放出大量有害辐射，”研究报告的共同作者、同样来自科罗拉多大学的吉里什·杜沃里（Girish Duvvuri）说。“对于一颗年老红矮星来说，这种活越量是令人惊讶的。”

研究小组随后研究了这些结果对于在巴纳德星这样的红矮星的宜居带（行星表面可能存在液态水的区域）运行的岩质行星意味着什么。

在宜居带行星历史上早期形成的任何大气层都有可能在其动荡的年轻时期被恒星的高能辐射侵蚀掉。然而，后来，随着恒星随着年龄的增长变得不那么活跃，行星的大气层可能会再生出来。这种再生过程可能是由固体物质撞击释放的气体或由火山过程释放的气体组成的。

然而，像这里报告的那些强大的耀斑的冲击，在数亿年中反复出现，可能会侵蚀宜居区的岩石行星上任何再生的大气层。这将减少这些世界支持生命的可能性。

由于这些令人惊讶的耀斑发现，研究小组考虑了围绕巴纳德星这样年老红矮星的行星上存在生命的其他可能性。尽管传统宜居区的行星可能因为耀斑而无法保持其大气层，但天文学家可以将寻找行星的范围扩大到离母恒星更远的地方，那里的高能辐射剂量更小。在这些更远的地方，除了二氧化碳以外的气体（例如氢气）可能会产生温室效应，从而使液态水得以存在。

科罗拉多大学的艾莉森·扬布洛德（Allison Youngblood）说："很难评估说任何一行星系统中的任何一个颗行星今天或将来宜居的可能性有多大。”我们的研究展示了在围绕一颗行星是否能够支持生命的复杂问题中，需要考虑的一个重要的因素。”

太阳系以外的行星也被称为系外行星。迄今为止，已有4000多颗系外行星被确认，其中许多被确认的行星围绕红矮星运行。了解是什么使一颗行星宜居是天体生物学领域的科学家感兴趣的课题，天体生物学研究生命如何在地球上起源，以及它可能存在于太阳系中或太阳系外。

该小组目前正在研究来自更多红矮星的高能辐射，以确定巴纳德星是否具有典型性。

“结果可能是大多数红矮星都对生命充满敌意，”共同作者图森亚利桑那大学的汤姆米·科斯基宁（Tommi Koskinen）说。“在这种情况下，结论可能是，在更大质量恒星周围的行星，如我们自己的太阳，可能是用下一代望远镜搜索宜居世界的最佳位置。”

巴纳德星的质量是太阳的16%，它的已知行星的质量大约是地球的三倍，其运行距离大约等于水星与太阳的距离。

描述这些结果的论文于2020年10月30日发表在《天文期刊（The Astronomical Journal ）》上，可在网上查阅[https://arxiv.org/abs/2009.01259]。

原文地址：https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/images/assessing-the-habitability-of-planets-around-old-red-dwarfs.html