靠近銀河系中最豐富和最持久的恒星周圍上的行星可能不像以前認為的那樣適合生命存在。

一項新的研究使用NASA的錢德拉X射線天文臺（Chandra X-ray Observatory）和哈勃太空望遠鏡檢測了一顆名為巴納德星（Barnard’s Star）的紅矮星，它的年齡約為100億年，是目前太陽年齡的兩倍多。紅矮星比太陽溫度低得多，質(zhì)量也小得多，預計它們的壽命會更長，因為它們?nèi)紵剂系乃俣炔粫敲纯?。巴納德星是離地球最近的恒星之一，距離只有6光年。

年齡不到幾十億年的年輕紅矮星，被認為是高能輻射的強源，包括紫外線和 X 射線。 然而，科學家們對紅矮星在其生命后期釋放出多少有害輻射知之甚少。

新的觀察結論是，大約有25%的時間，巴納德星會釋放出炙熱的耀斑，這可能會損害緊密圍繞它運行的行星上的大氣層。雖然它唯一已知的行星沒有適宜居住的溫度，但這項研究增加了證據(jù)表明紅矮星可能對其行星上的生命構成嚴重挑戰(zhàn)。

“紅矮星是數(shù)量最多的恒星種類，它們的小尺寸有利于科學家研究它們周圍行星。領導這項研究的科羅拉多大學博爾德分校的凱文（Kevin France）說：“天文學家有興趣了解紅矮星周圍宜居行星的前景。巴納德星是一個很好的研究案例，可以幫助我們了解特別是年長的紅矮星周圍發(fā)生的事情?！?/p>

研究小組在2019年3月對巴納德星進行的哈勃觀測發(fā)現(xiàn)了兩個紫外線高能耀斑，2019年6月的錢德拉觀測發(fā)現(xiàn)了一個X射線耀斑。這兩次觀測的時間都約為7小時。

“如果這些快照代表了巴納德星的活躍程度，那么它就會釋放出大量有害輻射，”研究報告的共同作者、同樣來自科羅拉多大學的吉里什·杜沃里（Girish Duvvuri）說?！皩τ谝活w年老紅矮星來說，這種活越量是令人驚訝的?！?br>

研究小組隨后研究了這些結果對于在巴納德星這樣的紅矮星的宜居帶（行星表面可能存在液態(tài)水的區(qū)域）運行的巖質(zhì)行星意味著什么。

在宜居帶行星歷史上早期形成的任何大氣層都有可能在其動蕩的年輕時期被恒星的高能輻射侵蝕掉。然而，后來，隨著恒星隨著年齡的增長變得不那么活躍，行星的大氣層可能會再生出來。這種再生過程可能是由固體物質(zhì)撞擊釋放的氣體或由火山過程釋放的氣體組成的。

然而，像這里報告的那些強大的耀斑的沖擊，在數(shù)億年中反復出現(xiàn)，可能會侵蝕宜居區(qū)的巖石行星上任何再生的大氣層。這將減少這些世界支持生命的可能性。

由于這些令人驚訝的耀斑發(fā)現(xiàn)，研究小組考慮了圍繞巴納德星這樣年老紅矮星的行星上存在生命的其他可能性。盡管傳統(tǒng)宜居區(qū)的行星可能因為耀斑而無法保持其大氣層，但天文學家可以將尋找行星的范圍擴大到離母恒星更遠的地方，那里的高能輻射劑量更小。在這些更遠的地方，除了二氧化碳以外的氣體（例如氫氣）可能會產(chǎn)生溫室效應，從而使液態(tài)水得以存在。

科羅拉多大學的艾莉森·揚布洛德（Allison Youngblood）說："很難評估說任何一行星系統(tǒng)中的任何一個顆行星今天或將來宜居的可能性有多大。”我們的研究展示了在圍繞一顆行星是否能夠支持生命的復雜問題中，需要考慮的一個重要的因素。”

太陽系以外的行星也被稱為系外行星。迄今為止，已有4000多顆系外行星被確認，其中許多被確認的行星圍繞紅矮星運行。了解是什么使一顆行星宜居是天體生物學領域的科學家感興趣的課題，天體生物學研究生命如何在地球上起源，以及它可能存在于太陽系中或太陽系外。

該小組目前正在研究來自更多紅矮星的高能輻射，以確定巴納德星是否具有典型性。

“結果可能是大多數(shù)紅矮星都對生命充滿敵意，”共同作者圖森亞利桑那大學的湯姆米·科斯基寧（Tommi Koskinen）說?！霸谶@種情況下，結論可能是，在更大質(zhì)量恒星周圍的行星，如我們自己的太陽，可能是用下一代望遠鏡搜索宜居世界的最佳位置。”

巴納德星的質(zhì)量是太陽的16%，它的已知行星的質(zhì)量大約是地球的三倍，其運行距離大約等于水星與太陽的距離。

描述這些結果的論文于2020年10月30日發(fā)表在《天文期刊（The Astronomical Journal ）》上，可在網(wǎng)上查閱[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