恒星风削弱了宜居行星的搜寻

在M矮星周围探测系外行星更容易,M矮星是我们星系中最常见的恒星类型,但这些行星也可能遭受危及生命的太阳风。

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在太阳系之外寻找宜居行星的难度加大了。今天在arXiv服务器上发布的一项研究表明,使M矮星附近的行星容易探测到潜在生命迹象的因素,也降低了生命实际上在这些行星上存在的可能性

研究人员经常引用M矮星(一种红矮星)的环境,认为这是一个相对容易寻找可能适宜居住的行星的地方。这些恒星是银河系中最常见的类型,它们的小尺寸和质量使得更容易探测到绕其运行的行星,并利用星光来探测行星的大气层。M矮星比太阳冷,因此它们的宜居带(恒星周围,水可以以液态形式存在于固体表面的区域)比太阳的宜居带更近。因此,该区域的行星完成轨道运行的时间比地球绕太阳运行的时间要短,从而为天文学家提供了更多研究它们的机会。

但是,哈佛-史密森天体物理学中心的 Ofer Cohen 天文学家表示,M矮星周围的宜居带可能离恒星太近,以至于无法维持生命。他今天在马萨诸塞州波士顿举行的美国天文学会会议上的新闻发布会上宣布了这一发现。正如太阳吹出稳定的带电粒子流(太阳风)一样,M矮星也会产生自己的风。Cohen 说,这种风会剥夺宜居带行星的保护性大气层,使生命更难立足。Cohen 指出,只有当行星的磁场比地球的磁场强(强大到足以偏转恒星风)时,它才能保持其大气层。


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早期的研究结果已经使天文学家对这些行星上生命的可行性产生了疑问。例如,M矮星耀斑已被证明会侵蚀周围行星的大气层。“这又一次打击了围绕 M 矮星运行的宜居行星,”宾夕法尼亚州立大学州立学院的地球科学家 James Kasting 说,他没有参与这项研究。

Cohen 和他的团队研究了 M 矮星对美国宇航局开普勒航天器识别出并显示位于其恒星宜居带内的三颗行星的影响。由于实际母恒星的关键特性未知,该团队选择了一颗相对年轻的 3 亿年星龄的矮星,Lacertae (EV Lac) 作为替代。EV Lac 的光度和驱动恒星风的磁活动得到了很好的表征。这三颗候选行星比水星离太阳的距离要近得多。

研究人员发现,行星遇到的恒星风压力将比地球上的压力强 10 到 1,000 倍。

然而,宾夕法尼亚州维拉诺瓦大学的天体物理学家 Edward Guinan 指出,比 EV Lac 年长的 M 矮星可能具有较弱的恒星风。他说,如果是这样,一颗在最初的十亿年里大部分大气层都完好无损的宜居带行星可能仍然能够支持生命。

即使天文学家可能更倾向于在大小和质量上与太阳相似的恒星周围发现生命,Cohen 说,像美国宇航局的凌日系外行星巡天卫星 (TESS) 这样的任务仍然是合理的,该卫星将研究 M 矮星宜居带的行星等。Cohen 说,这些观测将有助于深入了解整个星系生命的潜力。马萨诸塞州理工学院的 TESS 科学家 Sara Seager 说,天文学家一直对 M 星活动可能如何影响潜在的宜居行星保持警惕。“观察者总是会不受理论限制地寻找宜居性,”Seager 说。“我们有什么好损失的呢?”

本文经 《自然》杂志许可转载。该文章于 2014 年 6 月 2 日首次发表

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