一直以来,在寻找系外生命时,我们一直倾向于以地球的环境为标准。即所有符合生命存在条件必然是有一颗稳定的黄色恒星所照耀,上面有水、气候温和等等。这是无可厚非的,因为毕竟地球是一个生命延续了近40亿年的地方。当我们想到其他星球的生命可能存在是,我们几乎不可避免地会以自己的经历为基准,以此来想象它们的生活。但是我们其实不应该这样。
银河系的恒星
我们的太阳是一个g型的主序星,寿命约为100亿年。它大约有50亿年的历史,已经为地球上的生命提供了近40亿年的能量。g型主序星不是最丰富的,也不是最长寿的。它们只占银河系恒星数量的6%,寿命也只有100亿年。
而银河系中的大多数恒星(约73%)是红矮星,即M矮星。M矮星比我们的太阳要冷,它们的宜居带也更小。但是它们的寿命要长得多,完全是另一个数量级。它们的寿命很长,如果有合适的行星,它们可能会成为繁衍生命的理想恒星。但红矮星可能会发生致命的辐射,它们疯狂的能量输出可能并不适合我们所知的生命存活。
比太阳更完美的恒星
于是天文学家开始把另一种类型的主恒星称为适居性恒星。它们的数量比太阳还多,寿命也比太阳长,它们释放的危险辐射也没有M矮星那么多。它们被称为K小矮人,也被称为橙色小矮人,天文学上称它们为“k -矮星”。
k -矮星处于恒星级别中间的最佳位置,其特性介于更稀有、更明亮、寿命更短的太阳型恒星(G星)和数量更多的红矮星(M星)之间。并且K矮星的寿命在150到450亿年之间,它们占银河系人口的13%,它们释放的致命辐射只有M矮星的1 / 16。
这张图表根据几个重要的变量对这些恒星进行了比较。对于温度更高的恒星来说,可能存在有生命的行星的宜居带更宽。红矮星M的寿命可以超过1000亿年。K矮星的年龄从150亿年到450亿年不等。而且,我们的太阳只能持续100亿年。恒星发出的有害辐射(对我们所知的生命而言)相对于太阳的强度是M矮星的80到500倍,而橙色K矮星的强度仅是前者的5到25倍。红矮星占银河系人口的大部分,约73%。类日恒星只占人口的6%,K矮星占13%。当这四个变量平衡后,最适合孕育高级生命形式的恒星是K矮星。
在美国天文学会第235次会议上公布的一项新研究中,两名研究人员使用多台望远镜调查了银河系附近的一些G和k矮星。他们是来自宾夕法尼亚州维拉诺瓦大学的爱德华·吉南和斯科特·恩格尔。吉南说,k -矮星是真正的适居性恒星,它处于‘最佳位置',其特性介于更稀有、更明亮、寿命更短的太阳型恒星(G星)和数量更多的红矮星(M星)之间。K星,尤其是那些温度较高的恒星,拥有世界上最好的恒星。如果你在寻找适合居住的行星,那么K星的丰富会增加你找到生命的机会。”
在离我们太阳系100光年的半径内,大约有1000颗k -矮星。观察这些恒星的时机已经成熟。尽管它们的数量远不如m -矮星多,但一些天文学家认为,在寻找可能适合居住的行星时,我们应该把注意力转向k -矮星。
M矮星的宜居性
m -矮星在生命适应性方面是有问题的。它们数量众多,拥有许多系外行星,但它们是危险的。因为它们很小,所以它们的宜居带非常近。
这意味着,在宜居地带的任何行星都可能被潮汐锁定,这将会极大减少生命存在的机会。你可以想象行星一边是永远的黑暗,另一边是永远的光明。这就造成了极端的温差,冻结的一面会冻结大气中的主要气体,使永恒白天的一面变得干枯贫瘠。
并且M -矮星是非常活跃和不稳定的。它们通常是耀斑星,因此它们猛烈的能量输出可以很容易地在一颗行星的生命早期就将其大气层剥离,并摧毁任何在这颗行星上立足的生物,有些耀斑可以在几分钟内使恒星的亮度加倍。