本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
垂死的恒星可能是生命的避风港
在“科学难题？”专栏中，我采访了科学家们关于他们渴望探索但认为无法研究的想法。例如，它们可能涉及超出可能性的机器，例如像星系一样大的设备，或者它们可能完全不道德，例如像对待实验鼠一样在儿童身上进行实验。此专题旨在探讨不可能的梦想，科学中看似棘手的问题。然而，“科学难题？”末尾的问号表明，没有什么是不可能的。
科学家：埃里克·阿戈尔，华盛顿大学天文学副教授。
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想法：尽管科学家们正在寻找像我们太阳这样的恒星周围的类地行星，但阿戈尔认为，寻找可能存在生命的行星的更简单的地方可能是被称为白矮星的垂死恒星。
白矮星约占我们星系中所有恒星的 10%，这使得它们与类太阳恒星一样常见。我们的太阳以及银河系中 90% 以上的恒星，最终都会变成白矮星，它们由其昏暗、冷却的核心组成。这些正在衰退的恒星通常质量约为我们太阳的 40% 到 90%，但体积仅与地球大致相同。
尽管白矮星正在冷却，但阿戈尔计算出它们仍然足够温暖，可以拥有所谓的宜居带——轨道，在这些区域的世界表面可以存在液态水。这些区域被认为是生命的主要栖息地，因为地球上几乎所有存在液态水的地方都有生命存在。由于白矮星相对较冷，行星必须非常靠近它们才能位于其宜居带内，可能只有 80 万到 320 万公里远——刚好足够远，以至于垂死恒星的引力场不会将这些世界撕裂。相比之下，即使是水星也距离我们的太阳至少 4600 万公里。
阿戈尔说，白矮星应该至少在 30 亿年内适宜居住。他补充说，这些恒星周围的类地行星不仅可能是外星生命潜在的地点，而且如果地球由于某种原因变得不适宜居住，它们也可能是人类潜在的避风港。
问题：由于白矮星的动荡历史，行星是否可能存在于白矮星的宜居带仍然不确定。在恒星衰退成为白矮星之前，它通常会膨胀成为红巨星，摧毁所有像地球一样近的世界，然后脱落其外层气体，留下苍白的恒星余烬。原则上，更遥远的行星可以从这种蜕变中幸存下来，并最终迁移到白矮星的宜居带，或者新的世界可能起源于恒星转变留下的碎片环中，但阿戈尔说，这两种前景的可能性仍有待计算。
解决方案？阿戈尔认为，如果这些行星存在，探测它们实际上应该很容易。由于白矮星非常小，即使是地球大小的行星从地球的角度来看遮蔽了白矮星，由此产生的亮度降低也将是显着的。一颗宜居带的地球大小的行星从白矮星前方经过会导致光线下降 50%——相比之下，如果地球从太阳前方经过，只会导致 0.01% 的下降。由白矮星宜居带中的地球大小的行星引起的凌星现象足以使用地面望远镜探测到，而无需使用更昂贵的太空天文台来探测类太阳恒星前方经过的地球大小行星引起的亮度降低。
阿戈尔建议研究人员调查距离此处约 325 光年范围内的 20,000 颗白矮星。（离地球最近的白矮星是天狼星 B，距离 8.5 光年。）他计算得出，一个由 20 个直径仅 1 米的望远镜组成的网络可以在大约 14 年内完成所有这些调查。更大的望远镜，例如计划在本十年晚些时候在智利投入运行的大型综合巡天望远镜，可以在 10 年的时间里检查约 1000 万颗白矮星。
阿戈尔说：“最大的障碍可能是资金。” 尽管如此，“已经有了非常积极的响应，至少有三个人表达了浓厚的兴趣，包括拉斯昆布雷斯天文台全球望远镜网络的创始人韦恩·罗辛。”
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