天文學(xué)家稱，在地球附近的紅矮星Gliese 887似乎有比之前所認(rèn)為的更危險(xiǎn)的耀斑活動(dòng)現(xiàn)象。這可能會(huì)讓它附近的“超級(jí)地球”行星家族不那么容易存在生命——但不是不可能。

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Gliese 887b和Gliese 887c圍繞紅矮星旋轉(zhuǎn)的藝術(shù)化概念圖。一項(xiàng)新的研究表明，系內(nèi)主恒星并不像最初認(rèn)為的那樣不活躍，紅矮星的耀斑輻射可能危及到系內(nèi)行星。圖片來(lái)自哥廷根大學(xué)的馬克·加里克。

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太陽(yáng)系外行星——繞著其他恒星運(yùn)行的行星——在紅矮星周?chē)艹Ｒ?jiàn)，這并不令人驚訝，因?yàn)榧t矮星是銀河系中最常見(jiàn)的恒星。這些恒星通常非?；钴S，釋放出強(qiáng)大的太陽(yáng)耀斑，使得它們附近的任何其他適宜居住的行星處于危險(xiǎn)之中。但有一顆已知擁有行星的紅矮星Gliese 887（又名GJ 887或Lacaille 9352）似乎比大多數(shù)紅矮星更平靜，耀斑活動(dòng)更少。亞利桑那州立大學(xué)（ASU）的天文學(xué)家聲稱，這對(duì)于任何一個(gè)可能存在生命的“超級(jí)地球”行星來(lái)說(shuō)都是一個(gè)好消息，但現(xiàn)在看來(lái)這些行星可能并不像最初認(rèn)為的那樣安全和平靜。

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摘自提交的研究說(shuō)明:

GJ 887因其為其最近發(fā)現(xiàn)的行星提供的明顯溫和的空間環(huán)境而受到關(guān)注。在凌日系外行星巡天衛(wèi)星(TESS) 27天的光學(xué)監(jiān)測(cè)中，這顆恒星沒(méi)有出現(xiàn)可探測(cè)的耀斑。紫外線觀測(cè)揭示了一個(gè)不同的故事。在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡(HST)的遠(yuǎn)紫外線監(jiān)測(cè)中，僅2.8小時(shí)就發(fā)生了兩次高對(duì)比的耀斑。Solar scalings表明這些耀斑是x級(jí)或更大的事件，通常與日冕物質(zhì)拋射有關(guān)。在TESS監(jiān)測(cè)過(guò)程中可能發(fā)生了數(shù)百次能量相等或更高的事件，但產(chǎn)生的光學(xué)對(duì)比太小而無(wú)法被檢測(cè)到。像這樣強(qiáng)烈但在光學(xué)上無(wú)法探測(cè)到的紫外線耀斑可能會(huì)在所有M型星的整個(gè)存在期間支配高能量發(fā)射，影響光化學(xué)和對(duì)繞軌道行星的大氣的侵蝕。

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Gliese 887之前由TESS監(jiān)測(cè)，在開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡任務(wù)結(jié)束后，TESS正在積極尋找新的系外行星。這顆恒星被連續(xù)觀測(cè)了27天，在這段時(shí)間里，沒(méi)有看到耀斑。這對(duì)紅矮星來(lái)說(shuō)似乎不太尋常，但這也意味著它的行星可能不會(huì)像最初想象的那樣被太陽(yáng)輻射摧毀。

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如圖所示，紅矮星是不穩(wěn)定的，釋放出強(qiáng)大的太陽(yáng)耀斑。強(qiáng)烈的輻射會(huì)使行星無(wú)法居住，甚至?xí)茐乃鼈兊拇髿鈱印D片來(lái)自NASA/ ESA/ D. Player (STScI)/亞利桑那州立大學(xué)。

然而，這些結(jié)論可能有點(diǎn)不成熟。亞利桑那州立大學(xué)地球與空間探索學(xué)院的帕克·洛伊德（Parke Loyd）和葉夫根亞·什科爾尼克（Evgenya Shkolnik）不太相信這顆恒星真的那么安靜。他們決定查看從哈勃望遠(yuǎn)鏡獲得的關(guān)于這顆恒星的存檔數(shù)據(jù)，他們的猜測(cè)得到了證實(shí)。他們發(fā)現(xiàn)Gliese 887確實(shí)會(huì)每小時(shí)發(fā)生一次耀斑。

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那么，如果TESS沒(méi)有看到耀斑，他們是怎么確定這個(gè)結(jié)論的呢?

他們觀察了這顆恒星在紫外線(UV)下的圖像和數(shù)據(jù)。TESS在有規(guī)律的可見(jiàn)光中觀察了那顆星星，就像我們用眼睛看到的一樣。但是紅矮星上的耀斑可以在紫外光下顯現(xiàn)，即使在可見(jiàn)光下什么也看不見(jiàn)。紫外光中的光子(光的“粒子”或電磁輻射的最小單位量)比可見(jiàn)光的能量大得多，因此更容易看到耀斑。由于TESS沒(méi)有看到耀斑，所以人們認(rèn)為這顆恒星的耀斑要比大多數(shù)其他紅矮星少得多。不過(guò)，耀斑確實(shí)存在，但只能在紫外線下看到。Shkolnik在一份聲明中說(shuō)：

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很有趣的是，用普通的光學(xué)光線觀察恒星(就像TESS的任務(wù))并不能告訴我們?nèi)康墓适隆＿@些行星的破壞性的輻射環(huán)境只有通過(guò)像哈勃太空望遠(yuǎn)鏡那樣的紫外線觀測(cè)才能完全了解。

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藝術(shù)家構(gòu)想的比鄰星b是一顆超級(jí)地球系外行星，繞著離太陽(yáng)最近的恒星比鄰星運(yùn)行，它也是一顆紅矮星。去年2月的一項(xiàng)研究表明，盡管有來(lái)自這顆恒星的強(qiáng)烈輻射，但微觀生命仍然可以在這顆行星上生存，如果它曾經(jīng)存在過(guò)的話。圖片來(lái)自維基百科/福布斯。

科學(xué)家十分感興趣的是，紅矮星是否能存在有生命的星球，因?yàn)榧t矮星數(shù)量眾多，而且很多(如果不是大多數(shù)的話)似乎都有行星。勞埃德說(shuō):

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如果一顆行星上的生命起源或多或少是一次擲骰子，那么M型星擲骰子的次數(shù)比任何其他類型的恒星都要多。

就在剛剛過(guò)去的7月，天文學(xué)家宣布了兩顆(也許是三顆)超級(jí)地球系外行星——比地球更大、質(zhì)量更大，但比海王星更小、質(zhì)量更小——環(huán)繞著Gliese 887運(yùn)行，分別命名為Gliese 87b和Gliese 87c。這顆恒星離我們非常近，從宇宙的角度來(lái)說(shuō)，離我們只有11光年。這兩顆已知行星的軌道靠近該恒星的宜居帶的內(nèi)緣，該區(qū)域的溫度可能允許液態(tài)水存在。

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2014年的一項(xiàng)早期研究表明，幾乎每顆紅矮星都至少有一顆行星。這些結(jié)果是通過(guò)分析兩項(xiàng)高精度行星調(diào)查儀器的數(shù)據(jù)得到的，分別是高精度徑向速度行星搜索器(HARPS)和紫外和可見(jiàn)階梯攝譜儀(UVES)，均由位于智利的歐洲南方天文臺(tái)操作。通過(guò)組合這些數(shù)據(jù)，研究小組能夠探測(cè)到單獨(dú)使用這兩種儀器采集的數(shù)據(jù)中的不夠清晰的信號(hào)。

紅矮星的不穩(wěn)定性及其強(qiáng)烈的耀斑被認(rèn)為是對(duì)任何繞其運(yùn)行的行星上可能的生命進(jìn)化的一個(gè)顯著阻礙。但這是真的嗎?毫無(wú)疑問(wèn)，這種耀斑的輻射是一個(gè)大問(wèn)題，但這可能并不意味著生命永遠(yuǎn)不可能存在。

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太陽(yáng)系最近的恒星,比鄰星,是一個(gè)紅矮星,至少有一個(gè)和地球一樣質(zhì)量的行星繞其軌道運(yùn)行,比鄰星b，去年2月阿根廷的布宜諾斯艾利斯大學(xué)的研究人員的一項(xiàng)研究認(rèn)為生命——至少微生物——仍然可以在這個(gè)星球上生存,如果它曾經(jīng)存在。根據(jù)天體生物學(xué)家Ximena Abrevaya的說(shuō)法:

我們的實(shí)驗(yàn)表明，“正如我們所知”，生命能夠在地球上無(wú)法找到的條件下應(yīng)對(duì)高紫外線輻射的環(huán)境。

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研究人員為這顆行星模擬了不同的大氣層，發(fā)現(xiàn)即使沒(méi)有臭氧的大氣層也能充分保護(hù)地表生命不受輻射的傷害。對(duì)于富含氮和二氧化碳的大氣來(lái)說(shuō)，情況也是如此。他們還發(fā)現(xiàn)，即使沒(méi)有大氣層的保護(hù)，在暫時(shí)更安靜的情況下到達(dá)比鄰星b表面的紫外線輻射，從生物學(xué)角度看也是可以忽略不計(jì)的。即使在最壞的情況下，也有一部分微生物能夠存活。

這些結(jié)果很有希望證明繞紅矮星運(yùn)行的行星上可能存在生命。畢竟，比地球上任何地方都高的高劑量輻射可能并不總是為生命送上喪鐘。因此，盡管這些恒星有著“暴烈”的名聲，但很可能在紅矮星周?chē)詴?huì)發(fā)現(xiàn)許多適宜居住的星球。

結(jié)論：附近的紅矮星Gliese 887的耀斑活動(dòng)似乎比最初想象的要?jiǎng)×摇?/span>

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作者：Paul Scott Anderson

FY：Astronomical volunteer team

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