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坏消息:绕行红矮星的行星可能没有生命的原材料

信息来源:yuancailiao.biz  时间:2019-04-29  浏览次数:29

哈勃太空望远镜和欧洲南方天文台(ESO)的超大型望远镜的最新研究正在打击人们寻找生命的热情。这两个望远镜的观测表明,在以红矮星为中心的恒星系中,生命所需的原材料可能很少。

如果原材料不存在,这可能意味着我们在其他恒星的宜居带中发现的许多系外行星是不适合居住的。

从地球的角度来看,我们很容易认为大多数恒星都很像我们的太阳。它又大又黄又亮,我们在夜空中看到的星星大部分都是一样的。但那只是个幻觉。事实上,最常见的恒星类型是红矮星。

红矮星比我们的太阳更小、更冷,它们占我们银河系中恒星的75%。这意味着银河系中大约75%的行星是围绕红矮星运行的。

就寻找生命而言,这可能是个大问题。

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红矮星AU Microscopii(AU Mic.)的想象图

为了了解红矮星和生命原料的问题,让我们来看看我们的太阳和太阳系。

恒星是由被称为分子云的大量气体和尘埃形成的。当引力作用时,物质聚集在云的中心。最终,在足够多的物质聚集后,密度和压力变得如此之大,以至于聚变点燃了,一颗恒星诞生了。形成的恒星类型取决于恒星的初始质量。

在我们的银河系中,大多数时候诞生的是一个红矮星。在更罕见的情况下,像我们的太阳这样的恒星诞生了。云中残留的物质以原行星盘的形式环绕恒星,最终形成像行星、小行星和彗星这样的物体。恒星系接下来发生的事情可能在很大程度上取决于中心的恒星类型。

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原行星盘的图解。行星从恒星形成的剩余分子云中合并而成。在这个吸积盘中有行星形成和潜在生命所必需的基本元素。

随着时间的推移,地球形成并冷却下来。在我们早期的太阳系中有大量的彗星和小行星,它们含有大量的水、冰和有机化合物。在很长一段时间里,这些彗星中的许多撞击过地球,沉积了它们的水和化学物质。大多数科学家认为,这是地球获得大部分水的地方,也是生命所需的化学物质。

问题是:这在红矮星太阳系中会发生吗?

在我们的太阳系中,我们的太阳相当稳定。它爆发并发射日冕物质抛射,但总体上是相对稳定的。太阳做了它的事,行星和彗星也做了它们的事。但是红矮星是不同的。

来自哈勃望远镜和红矮星AU Microscopii的VLT的新观察结果显示出不同的情况。Au Micro是一颗非常年轻的恒星,只有1200万年的历史,还不到太阳年龄的1%。所以我们在看一个年轻的恒星和恒星系的形成年代。这些观测显示,大量快速移动的物质球横扫年轻的恒星系。

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两张望远镜图像显示一团物质在六年内移动了多远

到目前为止,他们已经看到了六个这样的球状物质,它们正在迅速侵蚀环绕这颗年轻恒星的气体和尘埃的圆盘。根据一份新闻稿指出,这些球形物质“通过将小颗粒-可能含有水和其他挥发物-推出系统,起到了扫雪机的作用。”而且似乎发生的很快。观测结果表明,整个原行星盘仅在150万年内就会消失。

加州奥克兰尤里卡科学公司的卡罗尔·格雷迪(Carol Grady)是哈勃望远镜的联合研究员,她解释说:“这些观测结果表明,红矮星周围可能很少有含水的行星,因为所有运送水和有机物的较小的天体都会随着圆盘的挖掘而被炸毁。”

如果这些球体正在清除年轻的恒星系中的水,那么彗星就不会包含水冰,而这些水冰最终会撞向年轻的行星并提供水并帮助它们适合居住。有机化学物质也是生命的原料,如果它们被迅速清除,那么在红矮星周围的行星上的生命前景就会受到很大的打击。

“磁盘的快速消散并不是我所预料的。”格雷迪说,“根据对更明亮恒星周围的圆盘的观察,我们曾预计较暗的红矮星周围的圆盘会有更长的时间跨度。在这个系统中,圆盘会在恒星两千五百万年前消失。“

科学家们还不能确定这些斑点到底是什么以及它们从哪里来的。显而易见的答案是恒星本身,但科学家们还不确定AU Microscopii之间的关系是什么。但是通过观察,科学家们已经了解到了一些关于斑点的东西。

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左侧图像中的长方体高亮显示圆盘上方和下方的一块材质。哈勃太空望远镜成像光谱仪(STIS)于2018年拍摄了这张照片。右边的STIS特写图像第一次显示了滴状材料中的细节,包括一个环状结构和一个蘑菇形状的帽子。

斑点的移动速度在每小时14500公里到43500公里之间,足以逃脱恒星的引力控制。目前,它们的距离从大约15亿公里到88亿公里以上。

这些斑点也有结构。其中一个在盘的平面上有一个蘑菇状的盖子,在盘的下面有一个环状结构。这些功能可能会提供线索,说明是什么驱动了斑点。亚利桑那州图森斯图尔德天文台的联合研究员格林·施耐德(Glenn Schneider)说:“这些结构可能为这些斑点的形成机制提供线索。”

Au Micro在太空中有很好的位置可供观测。它只有32光年远,在南方的显微镜星座。大多数其他可观察到的红矮星在合适的条件下要远得多。

施耐德说:“AU Mic是最理想的位置。但它只是大约三、四个红矮星系统中的一个,它们具有星周碎片的已知星光散射盘。其他已知系统的距离通常是其他系统的6倍,因此,对我们在AU Mic中看到的这些磁盘中的功能类型进行详细研究是很有挑战性的。但是,要证实这种类型的斑点活动在其他红矮星系统,必须对其他系统进行详细研究。

对其他红矮星系统的一些观测已经完成,天文学家已经在这些系统中发现了类似的团块活动。

格雷迪说:“这表明AU Mic并不是唯一的。”事实上,您可以认为,因为它是最接近这种类型的系统之一,所以它不太可能是唯一的。

太阳系早期形成的恒星类型,以及圆盘中的条件,似乎是生命形成的关键。如果有75%的行星围绕着红矮星运行,而那些红矮星正在散发出能从恒星系中除去水和有机化学物质的斑点,那么那里的任何岩石行星都将永远保持干燥和无生命的状态。

但是,当涉及到寻找生命的时候,并不是所有的事情都是暗淡的。我们希望生命是罕见的。这正好证实了这一点。

无论如何,仍然有其他25%的恒星,以及像我们的太阳一样的数以百万计的恒星。

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