地球并不是完美的宜居宜居,K型恒星周围的宜居行星更适合居住

2021-01-14 10:02:56 小聪美食讲堂

到目前为止,我们对适居带的概念非常熟悉,它也称为宜居区,它距恒星的距离非常适合宜居,在该距离处,液态水可以存在于行星表面上——既不热,致水汽化;也不冷,致水冻结。

这些条件很重要,因为我们认为液态水是生命的重要成分。但这不是唯一可以帮助我们评估行星潜在宜居性的标准;根据基于数十年数据的最新研究,也有适居(Goldilocks)恒星。

你会发现,并非所有恒星都是一样的。有些恒星非常炽热且明亮——例如非常年轻、炽烈的蓝白巨星;有些温度很低,例如红色的M型矮星。这些温度可能是一个不错的温度,但适居带将非常靠近恒星,往往红矮星非常狂暴,时常用猛烈的耀斑轰击周围空间。

我们的太阳位于这两个极端之间,即所谓的黄矮星-G型主序星。但是,尽管我们知道生命已经在太阳系中出现了(毕竟我们生活在太阳系中),但甚至连太阳都不是适居(Goldilocks)恒星。

据维拉诺瓦大学的天文学家的说法,最适合生命生存的恒星是K型恒星,它们比太阳稍微凉快一点,比红矮星温暖一点。

“K-矮星位于'最佳位置',其性质介于更稀有、更亮度但寿命较短的太阳型恒星(G星)和数量更多的红矮星(M星)之间。”维拉诺瓦大学的天文学家和天体物理学家爱德华·圭南(Edward·Guinan)解释说,“K型恒星,尤其是温暖的K型恒星,是世界上最好的。如果您正在寻找具有宜居性的行星,那么众多的K型恒星会增加你寻找生命的机会。”

2020年1月,他们和维拉诺瓦大学的天文学家斯科特·恩格尔一起,在《美国天文学会》第235次会议上介绍了他们的研究成果。

让我们在这里明确:天文学家们不是在寻找可宜居行星来寻找备用地球(Earth 2.0)。即使我们确实找到了备用地球,我们也没有使我们成功到达这个备用地球的技术。

我们对适居带行星的追求更多的是与发现宇宙中是否有其他生命有关,还有,再进一步,是否有智慧生命。地球上存在生命吗正常吗,还是地球是个大怪胎?缩小生命可能出现的地方可以帮助我们寻找系外生命。

在过去30年中,圭南、恩格尔和其他人一直在监测紫外线和X射线中许多F到G型恒星,这是他们的“ Sun in Time”计划项目的一部分,而对于M型红矮星来说,监测其是否有生命的计划项目已经开展10年了。

这两个项目都有助于评估有关恒星的X射线和紫外线辐射对行星潜在可居住性的影响。

最近,他们扩大了研究范围,包括对K型恒星进行类似的数据收集。而且,的确,这些恒星似乎对于维持生命的条件最有前途。

尽管K型恒星的宜居区较小,但它们比G型恒星更为普遍,其中大约1000个K型恒星位于太阳系的100光年内,而且它们具有更长的主序列寿命。

太阳约有46亿年的历史,主序列的寿命约为100亿年。复杂的生命大约在5亿年前才在地球上出现,科学家认为,再过10亿年,随着太阳开始膨胀,地球将变得无法居住,将太阳系的可居住区向外推进。

红矮星更常见,但它们非常狂暴,使它们周围的空间经受强烈的辐射和耀斑活动,可能剥夺任何接近的行星的大气和液态水。

相比之下,K型恒星的寿命在25到800亿年之间,比G型恒星提供更大的寿命范围。根据该研究小组的数据,它们也比红矮星要平静得多。并且我们已经发现,K型恒星周围被行星围绕,如开普勒442、Tau Ceti和Epsilon Eridani。

圭南说:“ 开普勒442值得注意的是,这颗恒星(光谱分类为K5)拥有被认为是最好的适居带行星是开普勒-442b,这是一个岩石行星,质量是地球质量的两倍多。”圭南说,“因此,开普勒442系统是一个由宜居(Goldilocks)恒星主持的宜居星系!”

当然,寻找生命甚至比这要复杂得多——例如,如果行星具有高度椭圆形的轨道,则可能会产生极端温度,这将使原本宜居行星变得不适宜居住。

星系中除了适居带的行星外,其他行星的位置也有可能存在生命,只不过这不符合地球生命的参照标准,但浩瀚的宇宙中无奇不有,兴许宇宙中生命形式比我们想象的要丰富得多。

但是不管怎样,这项研究代表了一个寻找外星生命的方向,可帮组我们在茫茫宇宙中更容易找到系外生命。

这项研究在夏威夷的《美国天文学会》第235次会议上进行了介绍。

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