帶光環的矮行星（適居帶行星goldilocksstars）

2023-04-19 18:13:46

一項新研究指出，k型矮星（比太陽更小、更寒冷的星星）是尋找外星生物的最好地點。這些恆星沒有過於炎熱或寒冷的氣候，同時沒有特別惡劣的條件阻礙生物進化。

這是g型矮星（類似太陽）、k型矮星與m型矮星的大小比較示意圖。圖片來自於Sankalan Baidya

天文學家們使用「Goldilocks 帶」來形容一個溫度可使液態水存在的巖態行星的宜居帶。行星的宜居帶通常被視為尋找系外生命體的最佳地點。當下，科學家們也用Goldilocks 星來形容適合生命演化的溫度、環境恰到好處的任何行星，這一新興表達方式基於的是三十年來對於系外行星以及其恆星的觀測。

關於這項研究的最新結果在本月上旬於位於美國夏威夷州的火奴魯魯市舉辦的第235屆美國天文學大會上被發表。本次會議從2020年1月4日持續至1月8日。

新項目——GodiloKs計劃，正由賓西維尼亞州維拉諾瓦大學的Edward Guinan和Scott Engle帶領執行。在這個計劃中涉及本科生測量大多為低溫G型矮行星（類似於太陽的黃色矮星）和K型矮行星（橙色矮星）的年齡，自轉周期及X射線和遠紫外線的輻射。觀測數據從包括哈勃空間望遠鏡，錢德拉X射線天文臺及XMM—牛頓衛星在內的各種天文望遠鏡和衛星中獲取。天文學家們提到，在這些渠道中，哈勃空間望遠鏡對於本次研究彌足珍貴。哈勃對氫發出的射線十分敏感，且已測量過來自20個不同的K型矮星發出的氫輻射。

M、K、G三個恆星在宜居帶，x射線輻射，元素相對豐度和年齡方面的比較，圖片來源NASA/ ESA/ Z. Levy/ Hubblesite

新研究結果支持K恆星系對於宜居行星更加友好這一觀點。

研究表明這這些類型的恆星更有可能有宜居的行星。他們的體積略小於太陽（G類矮星）並且溫度也比太陽低。當然，類日恆星肯定更加的理想，但是事實情況終究不是這樣，而這也很好理解。正如Guinan在一次演講中說K矮星處於「最佳位置」，它具有介於更稀有更閃亮但是更短命的類日恆星（G類矮星）和大量紅矮星（M類恆星）中間的性質。K類恆星，尤其是更加溫暖的那種，是這些恆星中最適合的。如果你在尋找宜居恆星，大量的k恆星增加了你尋找生命的可能。對於那些希望找到地球之外的生命的人來說，這是一個令人振奮的好消息，因為在銀河中的K類矮星大概是類日恆星的三倍之多。同時，他們有很多離我們非常近，在100光年內就有大概1000個K類矮星。這距離已經足夠近，可以使用望遠鏡來研究那些圍繞他們運行的行星。

這些恆星的壽命也比我們的太陽長得多，從150億年延長到450億年。 與太陽相比，這為進化提供了更長的時間，而太陽已經壽終正寢了一百億年。Guinan 說：「太陽型恆星限制了行星大氣層可以保持穩定的時間。

藝術家的概念是一個宜居行星繞橙色K矮星運行。 圖片來自NASA Ames / JPL-Caltech / Tim Pyle / NASA Ames。

紅矮星呢？ 它們是恆星中最豐富的類型，並且壽命更長，但是它們是行星的非常猛烈的地方。 來自紅矮星或M矮星的X射線和紫外線（UV）輻射的強度比地球從太陽接收的輻射強度高數十萬倍。 即使是在宜居區域的行星，其大氣層也可能被剝奪。 毋庸置疑，不是最理想的生活進化場所，至少是先進的生活形式，正如Guinan指出的那樣：我們不再對變革感到樂觀

從另一方來說，k 矮星群更不活躍,很溫和，射線水平較低。約10億年前，他們和太陽處於生命中的同一階段時，亮度只增長了10－15%。這與他們更長的生命這一條件一起，給了(生物)多的多的時間向高級形態進化。觀測中包括的三顆K矮星是克卜勒-442、TauCeti和EpsilonEridani。Guinan說：克卜勒-442是值得注意的，因為這顆恆星（光譜分類，K5）擁有被認為是最好的金髮行星之一，克卜勒-442b，一個巖石行星，它的質量是地球的兩倍多一點。所以克卜勒-442系統是一顆金髮星球，由一顆金髮恆星主持！藝術家從TRAPPIST-1紅矮星系統中已知的七顆行星中的一顆行星的觀點。

(這張圖片)是藝術家對七個已知行星之一的陷阱-1紅矮星系統的看法。紅矮星非常常見，但對環繞它們的行星充滿敵意。

通過ESO/Slate.TauCeti和EpsilonEridani的圖像也是1960年Ozma項目的目標，這是第一次嘗試檢測來自先進外星文明的無線電信號。但是根據新的研究結果，以及我們從那時起對這些恆星的了解，這些恆星可能仍然存在可居住的行星。

去年美國國家航天局戈達德太空飛行中心研究人員的一項更早研究也得出了這樣的結論：K矮星也許最有可能擁有可居住的行星。根據戈達德的賈達•阿尼(Giada Arney) 稱：我更願意認為K矮星是在類似太陽的恆星和M矮星之間的「最佳位置」。我發現某些臨近的K矮星，像 61 Cyg A/B, Epsilon Indi, Groombridge 1618和HD 156026 （36 Ophiuchi系統的一部分）也許是未來生物探索的特別好的目標。

維拉諾瓦大學的愛德華•歸南（Edward Guinan ）領導了這個新項目。（圖源文件大師）。

迄今為止，有4000多顆系外行星被證實繞著遙遠的恆星運行。其中有一些屬於K矮星系統。由於K矮星數量如此之多，並且發現與地球一般大小的行星越來越多，包括在可居住的地帶，因而發現一顆真正適合居住的行星，似乎只是個時間上的問題。並且也許，不僅僅是適宜居住，更還是某種生命形式的家園，不論是智能外星人還是微生物。

總而言之，新的研究表明：金鳳花恆星——k矮星或橙矮星——是最有可能擁有能支持生命的恆星。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.earthsky-Paul Scott Anderson-過個好年，Cullen，沉潛，S Sn，關天然，地理小天使蠢蠢噠，葉瑩

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