原标题:“金发姑娘”星星可能是寻找宜居世界的“正确之选”
这是一颗行星在 K 星宜居带中运行的艺术家概念图。
为什么?首先,K 星寿命很长——170 亿到 700 亿年,而太阳只有 100 亿年——为生命进化提供了充足的时间。此外,与宇宙中最暗的恒星(称为 M 星或“红矮星”)相比,K 星在年轻时的极端活动较少。
M 星确实为寻找宜居行星提供了一些优势。它们是银河系中最常见的恒星类型,约占宇宙中所有恒星的 75%。它们也节约燃料,可以发光超过一万亿年。M 星的一个例子,TRAPPIST-1,已知拥有七颗地球大小的岩石行星。
但 M 星动荡的青春给潜在的生命带来了问题。恒星耀斑——磁能的爆炸性释放——比年轻的类太阳恒星更频繁、更活跃。M 恒星在年轻时也更亮,形成后长达 10 亿年,其能量可以从任何有朝一日可能位于宜居带的行星上的海洋中蒸发。
“我喜欢认为 K 星处于类似太阳的恒星和 M 星之间的’甜蜜点’,”美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的Giada Arney说。
Arney 想找出在围绕 K 星运行的假想行星上的生物特征或生命迹象可能是什么样子。她的分析发表在《天体物理学杂志快报》上。
科学家们认为,行星大气中同时存在氧气和甲烷是一种强大的生物特征,因为这些气体喜欢相互反应,相互摧毁。因此,根据阿尼的说法,如果你看到它们同时出现在一个大气中,这意味着某种东西正在快速地产生它们,很可能是生命。
然而,由于其他恒星(系外行星)周围的行星非常遥远,因此系外行星的大气层中需要有大量的氧气和甲烷,才能被地球上的天文台观测到。Arney 的分析发现,K 星周围的氧-甲烷生物特征可能比类太阳星更强。
Arney 使用了一个计算机模型来模拟行星大气的化学成分和温度,以及大气对不同宿主恒星的反应。这些合成大气随后通过一个模拟行星光谱的模型运行,以显示它在未来望远镜中的样子。
“当你把行星放在 K 星周围时,氧气不会迅速破坏甲烷,因此更多的甲烷会在大气中积聚,”阿尼说。“这是因为 K 星的紫外线不会像类太阳恒星那样产生能破坏甲烷的高活性氧气。”
M 星周围的行星也预测到这种更强的氧甲烷信号,但它们的高活动水平可能使 M 星无法容纳宜居世界。与类太阳星相比,K 星可以提供更高概率同时检测氧气-甲烷的优势,而没有 M 星宿主带来的缺点。
此外,K 星周围的系外行星将比类太阳恒星周围的系外行星更容易看到,因为 K 星更暗。“太阳比它周围的类地行星亮100 亿倍,所以如果你想看到一个绕轨道运行的行星,你必须抑制很多光。AK 星可能“仅”比它周围的地球亮 10 亿倍,”Arney 说。
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