NASA認為離我們最近的「地球」上沒有生命

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討厭。

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美國太空總署(NASA)提出一個新模型,要來弄清楚是否一顆遙遠的行星可以被認為是適合居住的。然而,當把它應用到一顆最近被發現環繞於離我們最近的恆星的岩石行星半人馬座比鄰星b(Proxima Centauri b)時,我們可能必須把它排除是適合外星生命的家園。

比鄰星b是在去年8月首次公佈,吸引很多人的興趣。這顆行星不只是大小和地球差不多,以及是在離我們最近的恆星系統的‘適居帶(Goldilocks zone)’,而且還暗示它可能被水覆蓋

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在那幾天,關於這顆行星的靠近我們和可能擁有生命,民眾感到很興奮。俄羅斯億萬富翁尤里‧米爾納(Yuri Milner)提出一項旅行4.37光年的計劃,以及在未來50年內,使用自己的技術來造訪這顆行星。

但來自美國太空總署的新研究認為,由於主恆星的冒犯,比鄰星b可能是一個死亡世界。

你可能在以前聽過適居帶,這是在恆星附近一段’不太熱也不太冷’的區域,讓液體水聚積在行星或衛星的表面。

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也被形容為環繞恆星的適宜居住地帶,這一帶的太空通常被視為是一個好地方,作為在其他太陽系中開始尋找生命的跡象。這是根據一項指導原則:我們在地球發現有液態水的地方,就會有生命。

當然,只是一顆在適居帶內的行星,並不能保證也有維持生命的海洋。缺乏像樣的大氣層,會讓水難以維持液態。擁有太多熱量的大氣層,對於凝結來說也是一項壞消息。

但它依然被視為是一個好地方,來開始尋找支持生命的行星和衛星,直到最近。決定適居帶對應關係的主要特性是來自於恆星的輻射量:日照,以及環繞運行的天體的質量。

隨著巨型超地行星(super-Earth planet)的發現,天文學家創造出兩個適居帶類型:一個是適合像地球的小岩石行星的狹窄地帶,另一個是較寬的地帶,適合可能有更厚的大氣層和產生更強的保護磁場的行星。

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現在,來自美國太空總署戈達太空飛行中心(Goddard Space Flight Centre)的研究人員建議,要考慮被母恆星(parent star)的太陽活動所激起的太空天氣。

隨著足夠的恆星風爆,把帶電粒子流和輻射送到太空,我們應該考慮在適居帶的行星,可能會有剝奪製水所需的原料的大氣層。

成員之一的美國太空總署太陽科學家弗德米爾‧艾帕坦(Vladimir Airapetian)說:「如果我們想要找到一顆能夠發展並維持生命的系外行星,我們必須了解哪些恆星是最好的母恆星。」

有一類型的恆星會走向成為相當粗魯的母恆星:紅矮星。這類紅矮星的質量比太陽小一半,表面溫度略低於攝氏4千度(大約華氏7,200度)。

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有鑑於它們的微弱亮度,這會更容易發現環繞於這些恆星的行星。然而,它們的適居帶被認為是靠近紅矮星並且是緊密的,這樣會增加任何在這個適居帶內小岩石天體表現得像月亮的機會:潮汐鎖定在恆星光線慢慢烘烤的表面。

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幾年前,來自英格蘭東英吉利大學(University of East Anglia)的大氣物理學家認為,模型的變化是根據冰如何吸收紅矮星的光線。

這會把適居帶向外推一點,在我們銀河系有相當多的紅矮星系統,可以增加值得異地行星獵人注意的希望。

美國太空總署的模型在這個想法上潑了冷水。

研究小組成員威廉‧丹奇(William Danchi)說:「在不利方面,紅矮星還比太陽容易發生更頻繁的強大恆星風爆。為了評估在這些恆星周圍的行星適居性,我們需要了解如何平衡這些不同的影響。」

恆星風暴產生高能輻射噴發,把分子分裂成原子,然後離子化這些原子。在過程中被撞擊的電子很容易掉到太空,留下一大堆類似帶電的粒子。

隨著時間過去,帶正電的粒子在名為離子逃逸(ion escape)的過程中被引誘離開行星表面,侵蝕大氣層。作為最輕的元素,氫在這個過程中最容易受到影響。

為了理解會如何影響水的存在,美國太空總署模仿由紅矮星產生的超強耀斑(superflare),然後注意它們對在附近環繞的行星的假設大氣層的影響。

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他們發現較重的元素,例如氧和氮,也會被行星的引力驅除,可能造成這顆行星在1億年內不適合居住。

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已知這些較重的元素在我們所知道的生命形成中很可能發揮作用,更不用說遺失這些老舊好水的基本元素。任何這麼接近紅矮星的行星,很不可能把水收集成液體水。

當我們把這套模型應用到最近發現的一顆地球大小的系外行星,環繞於離我們最近的恆星:半人馬座比鄰星(Proxima Centauri)系統的紅矮星,我們發現它很可能在形成最初的1千萬年,失去大部分大氣層中的氧。

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這與早期猜測它可能擁有龐大的海洋相反。加上頻繁的太陽風暴和強烈的磁場活動,以及比鄰星b可以說是遠離生命繁衍的理想地方。

如同艾帕坦所說:「當我們從主恆星了解到更多關於我們需要什麼時,似乎越來越了解到太陽只是其中一顆完美的母恆星,支持地球上的生命。」

這項研究已經刊登在天文物理學期刊通訊(Astrophysical Journal Letters)

來源:ScienceAlert