我們的太陽不會永遠存在。在大約50億年后，它將耗盡核燃料，像一個巨大的氣球一樣膨脹起來，然后逐漸消逝。在這一過程中，它周圍所有的生命痕跡都將被消滅掉。我們銀河系中的其他類太陽的恒星也會遇到類似的命運，其平均壽命為100億年。

對我們來說，幸運的是，在適當(dāng)?shù)臈l件下，生命可以在一顆恒星誕生后的10億年內(nèi)出現(xiàn)。而我們的恒星遠非典型：我們銀河系中最常見的恒星類型是紅矮星，可以閃耀超過一萬億年。在銀河系的2000億顆恒星中，紅矮星占了75%以上。紅矮星因其顏色和微小的尺寸而得名，它們幾乎不比木星大多少，由于質(zhì)量和重力較低，它們的燃料燃燒得很慢。

由于它們是如此常見和長壽，紅矮星為尋找地球以外的生命提供了有希望的地方。迄今為止，我們發(fā)現(xiàn)的一些最令人興奮的系外行星——都是圍繞紅矮星運行的。但是，盡管這些恒星有可能提供生命，但也存在著危險。

系外行星中的名星

離我們太陽最近的恒星，半人馬座，是一顆紅矮星。這就是為什么科學(xué)家們在2016年發(fā)現(xiàn)了一顆地球大小的行星，被稱為比鄰星b（在系外行星的命名中，"a "通常指的是恒星）時感到興奮。比鄰星b距離地球僅4.2光年，位于其恒星的宜居區(qū)，即恒星周圍不熱不冷的區(qū)域，行星表面可能存在液態(tài)水。

這讓人們看到了我們有宇宙的隔壁鄰居的希望。2019年，澳大利亞的帕克斯射電望遠鏡（Parkes radio telescope）探測到一個來自半人馬座方向的無線電信號。該信號來自外星生物的可能性很小，盡管其他解釋如地球上的陸地干擾更有可能。

2017年，天文學(xué)家使用基于地球的望遠鏡和NASA的斯皮策太空望遠鏡，在位于40光年外的紅矮星特拉比斯特-1（TRAPPIST-1）周圍發(fā)現(xiàn)了7顆地球大小的行星。其中三顆行星位于該星的宜居區(qū)。此后，我們在其他紅矮星周圍發(fā)現(xiàn)了更多潛在的可居住地球大小的行星。

紅矮星的危害

有一個問題。在紅紅的太陽下并非一切都很美好。因為紅矮星比類太陽的恒星要冷得多，也暗得多，它們的宜居區(qū)要近得多。例如，比鄰星b，它的軌道比水星平均近8倍。

這種近距離給生命帶來了巨大的挑戰(zhàn)。首先，就像月球只向地球展示一面一樣，紅矮星的引力會迅速減慢附近行星的旋轉(zhuǎn)速度，以至于只有行星的一面始終面對它的恒星——這種現(xiàn)象被稱為潮汐鎖定。白天的一面熱到足以煮沸水，夜晚的一面冷到足以凍結(jié)水。擁有像地球或金星那樣的大氣層可以平衡這些溫度差異。

紅矮星也比我們的太陽更頻繁地爆發(fā)，釋放出對我們所知的生命有害的紫外線和X射線輻射波。如果太陽可以從很遠的地方剝離火星的水和濃密的大氣層，那么像比鄰星這樣的行星在距離猛烈燃燒的恒星大約30倍的地方就可能在短短的一億年內(nèi)失去它們的大氣層。更糟糕的是，這類行星被潮汐鎖定意味著它們的熔融內(nèi)部可能攪拌緩慢，產(chǎn)生微弱的或沒有磁場。這使這些行星失去了在地球上非常有效的輻射保護，并促成了地球上生命的擴散。

2014年，NASA的 "雨燕 "任務(wù)捕捉到一個紅矮星，它發(fā)出的耀斑比我們太陽發(fā)出的任何耀斑都要強大1萬倍。大多數(shù)新誕生的紅矮星可能會發(fā)出這樣的巨型耀斑，也許是為了反抗我們對它們的大小判斷。來自這些巨型耀斑的強烈輻射可能會阻止附近的行星出現(xiàn)生命。

綜合來看，這些因素將紅矮星系外行星描繪成在黯淡的紅色天空下烘烤的貧水荒地。這些恒星周圍有生命的希望嗎？

陰天下生命的機會

如果一顆系外行星在離燃燒的紅矮星足夠遠的地方形成，并且一開始就擁有比地球多得多的水，那么從長遠來看，盡管有燃燒，它還是可以保留足夠的水。特拉比斯特-1（TRAPPIST-1）可能就是這種情況：哈勃對這個80億年前形成的系統(tǒng)進行的紫外線觀測表明，三顆宜居區(qū)的行星可能有一些表面水。

有了地表水就會有像地球上的水云。2013年，對紅矮星大氣層的廣泛模擬表明，表面有水和云的系外行星可以反射足夠的陽光，防止行星變得太熱，從而不適合生命。

此外，就像我們自己的太陽系一樣，紅矮星恒星系中的系外衛(wèi)星盡管比太陽遠得多，但也可能擁有地表下水的海洋。但要等到望遠鏡技術(shù)發(fā)展到我們可以看一看的程度，還需要一段時間。

找到宜居行星

期待已久的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）將于2021年發(fā)射，它將能夠測量其他恒星周圍行星的溫度。如果一顆圍繞紅矮星的行星有云層，那么與沒有云層的行星相比，面向恒星一側(cè)的溫度會更低，反之亦然。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡還將觀測紅矮星周圍的潛在宜居行星的大氣層，并檢測它們是否含有大量的氧氣、二氧化碳、甲烷或水——這些物質(zhì)的適當(dāng)混合可以支持我們所知的生命。

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原文地址：?Are the Universe's Smallest Stars Promising… | The Planetary Society