真的存在適合人類居住的星球嗎?紅矮星或許是我們,最後的希望
當我們還是一個孩子時,我們就了解到在我們銀河系內外有很多恆星,但大多數恆星與我們的太陽是非常相似的。正如卡爾·薩根(Carl Sagan)獨到的洞察力:「太陽是一顆普通的,甚至是一顆平庸的恆星」。
如果這種洞察力削弱了我們在宇宙中的地位,那麼它也使得我們相信周圍一定有許多其他的生命世界。如果太陽是一顆典型的恆星,那麼類似的地球就不能是一顆典型的行星嗎?
美麗的銀河系
但卡爾·薩根的那個權威是錯誤的,或者至少是誤導性的。銀河系中90%以上的恆星比太陽更冷、更暗。四分之三是紅矮星,是小矮星中最小的,這使得我們的太陽又似乎具有了其獨特之處。
據統計數據表明,在我們的星系中,紅矮星周圍有一萬億顆行星,包括至少一千億個潛在的可居住的地球大小的行星。最大的未知數是這些行星是否真的適合居住,也就是說,如果真正典型的地球大小的世界就真的有什麼像我們人類的生命嗎。
紅矮星是宇宙中大多數行星的母太陽
令人興奮的消息是我們不必等太久才知道。紅矮星非常暗淡,現在天文學家們正全神貫注的關注著它們,各種有趣的行星慢慢地開始出現在我們的視野中。
其中最著名的可能是Proxima B(比鄰B):一顆各方面外部條件都無比接近地球的行星,圍繞著半人馬座Proxima運行,半人馬座Proxima是離太陽最近的恆星。
然而,不到一年後,列日大學的米夏埃爾·吉隆領導的一個研究小組宣布,紅矮星trappist-1周圍有7顆地球大小的行星,距離地球40光年遠,是proxima b的近10倍,但仍位於太陽最近的鄰居之中。
天文學家在上個月又發現了兩個重要的紅矮星。這顆被稱為Teegarden"sStar的微小紅星有兩顆行星,每顆行星的質量至少是地球的1.1倍,很可能是一個更大的系統的一部分,其中包括其他尚未被發現的星球。
這兩顆新發現的行星都位於恆星的可居住區內,這意味著它們的表面溫度可能會在允許液態水存在的範圍內下降。
與此同時,與美國宇航局(NASA)新的苔絲太空望遠鏡合作的研究人員剛剛發表了一篇論文,描述了一顆名為LTT 1445AB的有趣的新紅矮星。它不僅僅是一顆恆星,它還與其他恆星組成一個三重態——一對相當緊密的恆星,還有一對距離較遠的恆星,所有的恆星都被引力束縛在一起。
一顆行星繞著第三個異常點運行,這意味著在它的天空中,它看到另外兩顆恆星在跳舞,每顆恆星都是一個明亮的紅點,其亮度與地球上的滿月差不多。
關於LTT 1445AB有幾個誘人的細節,它的直徑只有地球的1.35倍,所以它可能是一個像我們這樣的岩石行星。不過它對我們所知的生命來說是太熱了,溫度在150攝氏度(300華氏度)左右,但離我們的目標並不遠。
最重要的是,LTT 1445AB是最近的一顆紅矮星,這使得它成為進一步科學研究的重要目標。
凌日(指太陽被一個小的暗星體遮擋)意味著從我們的角度來看,這顆行星似乎在它的恆星前面經過。在一次過境過程中,星光從行星上漫溢而過,並通過它可能擁有的任何大氣層照射。
在軌道的另一邊,這顆行星短暫地消失在它的恆星後面。目前還沒有足夠好的望遠鏡能夠將行星與恆星分開觀察,但通過分析光線,天文學家可以將兩者分開,並開始揭示行星的親密細節。
紅矮星
這就是我們如何知道它是否有大氣層,它是否有水,它是否有雲,存在著什麼樣的氣體,那裡的實際溫度是什麼樣的。
所有這些洞察對於理解紅矮星行星,進而確定宇宙中的普通生命是至關重要的。我們已經知道,外面的大多數恆星都不像太陽,不管紅矮星是什麼樣子,它們肯定也不像地球。
它們究竟是什麼樣的?許多科學推測都以此為主題。儘管你可以在網上找到許多看起來很自信的插圖(其中許多來自美國航天局(nasa)和歐洲南方天文台等著名來源),但唯一肯定的答案卻沒有人知道。
因為紅矮星又暗又冷,所以任何可居住的行星都必須處於非常接近的軌道上。在如此短的距離內,來自母星的引力會減緩行星的旋轉,直到它被潮汐鎖定,一個半球總是朝向恆星,另一個半球則永遠轉向別處。
這聽起來像是一個糟糕的生活環境——一邊可以烤肉,另一邊卻在冰凍中——但是一個重要的大氣層的存在可以阻止這種情況的發生。即使潮汐發生鎖定,大氣和海洋也能有效地重新分配熱量。結論:紅矮星可能適合居住,也可能不適合居住。
紅矮星本身也帶來了一些環境挑戰。當恆星很小的時候,它們比它們安定下來時要亮得多。任何一顆在恆星中年時足夠近的行星可能在早期就被徹底煮熟了。
另外,紅矮星也容易爆發出強烈的輻射耀斑,隨著時間的推移,這些耀斑可能會把行星的大氣層剝落。這不得不說已經是一個相當可怕的消息,但在這裡,還有其他因素要考慮。
紅矮星系統中的行星間距很近,它們也會互相漲潮,保持內部的溫度。一顆熱的、地質上活躍的行星能夠維持一個強大的磁場,這將起到抵禦恆星輻射的屏蔽作用。
地質活動也有助於補充大氣的任何損失。矮行星系統可能與生俱來的大量水分和大量彗星也有助於補充失去的東西。結論(又一次):紅矮星可能適合居住,也可能不適合居住。
要得到關於紅矮星的有意義的答案,唯一的方法就是仔細研究一些現實生活中的例子,看看它們是什麼樣子的。可能不同的行星和系統的環境條件差異很大。
幾乎可以肯定的是,這些行星在系統上與地球大不相同。當我們了解更多的時候,我們會發現矮行星的真實生活前景。我們最終會發現一顆典型恆星周圍的行星到底是什麼樣的。
好了,這期文章就到這裡了,下期見吧。