北京時(shí)間12月5日消息據(jù)科學(xué)日報(bào)報(bào)道,一般來說,近距離環(huán)繞低質(zhì)量恒星(也是宇宙里最常見的恒星)的行星是搜尋外星生命的主要目標(biāo)。然而美國華盛頓大學(xué)天文學(xué)研究生進(jìn)行的最新研究表明,某些這樣的行星因?yàn)樵谛纬蓵r(shí)期所經(jīng)歷的酷熱而早已失去支持生命存在的機(jī)會(huì)。
宜居帶行星氧太多扼殺外星生命存在的可能
低質(zhì)量恒星,也被稱為M矮恒星,比太陽要小,也沒有那么明亮,因此它們的可居住區(qū)可能距離自身非常近??删幼^(qū)是指位于距離恒星合適的位置使得液態(tài)水能夠在繞軌道運(yùn)行的行星表面存在,從而支持生命的存在。
距離宿主恒星非常近的行星相對更容易被天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)。天文學(xué)家通過研究行星過境,或者說是從宿主恒星前經(jīng)過導(dǎo)致宿主恒星亮度發(fā)生輕微下降的方法(也被稱為凌日法),或者通過測量恒星因行星的引力作用而發(fā)生“搖晃”的方法(也被稱為徑向速度法)來發(fā)現(xiàn)和測量行星。
而在發(fā)表在期刊《天體生物學(xué)》上的一項(xiàng)研究里,博士研究生羅德里格·盧格爾(Rodrigo Luger)和研究合作作者、華盛頓大學(xué)研究助理教授羅里·巴爾內(nèi)斯(Rory Barnes)發(fā)現(xiàn),計(jì)算機(jī)仿真顯示某些距離低質(zhì)量恒星非常近的行星很可能早在形成過程中,自身的水和大氣層就因酷熱而燒毀消失。
“所有恒星都形成于巨大星際氣體云的坍塌,后者在收縮過程中將以閃電的形式釋放能量,” 盧格爾說道。“但由于M矮恒星質(zhì)量非常小,因此引力也較小,它們需要更長的時(shí)間才能完全坍塌——可能需要上億年的時(shí)間。”
“環(huán)繞這些恒星的行星可能在1000萬年的時(shí)間內(nèi)形成,因此當(dāng)恒星還處于非常明亮的階段時(shí)它們就已經(jīng)存在,這對宜居性來說并非好事,因?yàn)檫@些行星將變得非常炙熱,表面溫度超過幾千攝氏度。在這樣的高溫環(huán)境里,海洋將蒸發(fā)整個(gè)大氣層將變成水蒸氣。”
預(yù)示這些行星大氣層兇多吉少的另一事實(shí)在于M矮恒星會(huì)釋放大量X射線和紫外光,它們會(huì)將行星大氣層加熱至上千度的高溫,導(dǎo)致氣體快速擴(kuò)展離開行星并最終消失在太空。
“因此很多位于M矮恒星宜居帶的行星在這個(gè)過程都干涸了,急劇降低了它們宜居性的概率?!北R格爾和巴爾內(nèi)斯表示這一過程的一個(gè)副作用便是紫外線輻射會(huì)將水分解成氫原子和氧原子。較輕的氫更容易離開大氣層,而較重的氧則留下。適量的氧對生命有益,但過量的氧可能是生命起源的一個(gè)消極因素。
“羅德里格顯示延長的逃逸溫室效應(yīng)階段可能會(huì)產(chǎn)生充滿氧的巨大大氣層,例如比金星大氣層還要密集10倍的大氣層,” 巴爾內(nèi)斯解釋道?!皩ν庑巧乃褜ね揽垦踝鳛橥庑巧氖聚櫸铩珶o生物學(xué)的巨大量的氧的產(chǎn)生可能會(huì)混淆我們的搜尋?!?/p>
盧格爾將這篇文章命名為“幻影地球”?!坝捎谒鼈兌逊e了大量的氧,因此從遠(yuǎn)處看這一行星非常類似地球——但如果你細(xì)致調(diào)查會(huì)發(fā)現(xiàn)它們只是海市蜃樓;行星表面根本不存在水。”