红矮星耀斑爆发
我们都知道,在宇宙中没有任何物质是永恒的,包括我们的太阳在内的所有恒星,都会经历一个从诞生到死亡的过程。只是这个过程会有快有慢,是由恒星的质量大小决定的。
从赫罗图上可以看出,位于主序星右下端的是温度很低的、暗淡的红矮星。因为红矮星实在太暗,我们只能看到距离最近的少数几颗,比如距离4.23光年的我们最近的邻居——半人马座的比邻星。如果我们眼睛的灵敏度可以看到红矮星的话,会发现它们才是夜空中真正的主角。它是银河系中最普遍的恒星,无论是质量还是个头都比太阳小,维持它们发光所需的能量需要得更少,所以能量消耗得很慢,因此寿命也很长。
赫罗图
太阳这样的恒星,寿命大约是一百亿年左右,而红矮星的寿命可以长达几万亿年,也就是说,如果一颗红矮星存在类地行星,只要类地行星围绕红矮星的轨道距离适当,这颗行星就可以持续而稳定地得到几百上千亿年的能量。这对一种文明的生存和发展极其的重要。
在搜寻太阳系外类地行星领域,红矮星成了当仁不让的主角。因为它在银河系中数量最多、演化最稳定、寿命也最长。目前科学家估算,在银河系中至少有几十亿颗红矮星拥有类地行星。发现这些类地行星意义十分重大,因为红矮星既稳定又长寿,这些都是创造出生命以及生命向更高级进化所必须的。所以在红矮星的类地行星上发现生命,甚至发现高级生命的可能性也就更大。甚至有科学家断言,总有一天太阳系将不再适合人类生存,人类文明最理想的移居之地就是围绕红矮星的类地行星。
太阳耀斑爆发
但是,红矮星真的像它们的表面看起来那样对生命友好吗?我们都知道太阳耀斑爆发对地球会造成影响,轻微的影响如极光,严重的会对人造卫星运行、对地球通讯甚至电网运行造成很大的危害。红矮星作为恒星的一个种类,它也会产生耀斑爆发,同样也会对它的行星造成危害。
为了准确评估红矮星的耀斑爆发会造成多大的影响,一个研究团队收集了“星系演化探测卫星”(简称GALEX)在近十年中的紫外观测档案,发现红矮星虽然表面温度低,紫外辐射也很低,但是低能级的耀斑爆发却是频繁发生的,这种频繁累积起来的效果会将行星的环境彻底恶化。
红矮星行星系统艺术图
GALEX卫星探测到的红矮星耀斑爆发,类似于太阳耀斑爆发,只是能量低了很多。但是由于红矮星又小又冷,它的宜居行星会非常靠近母恒星。就像半人马座比邻星,它的质量只有太阳的15%,亮度只有太阳的400分之一,它的行星必须要离得非常近才能适宜居住,假如要得到地球上同样多的阳光,这颗行星的轨道要比地球围绕太阳的轨道近20倍。
因为辐射强度与距离是平方反比率,所以在如此近的距离上,行星受到耀斑爆发能量的轰击会是致命的,稍大规模的耀斑爆发就能够将行星大气层吹散,强烈的紫外辐射直射行星表面,会杀死所有暴露的生命。
因此,想在红矮星周围的行星上发现生命,也并非易事,更谈不上人类将来有一天移居到红矮星周围,将红矮星作为人类最后的避难所。