垂死的恒星也可能有支持生命存在的行星
垂死的恒星也可能有支持生命存在的行星
近日科学家宣称，即使是垂死的恒星，也可能有支持生命存在的行星。如果这样的行星的确存在，那么科学家可能能在未来十年内探测到它。这项令人兴奋的科研结果来自于一项有关环绕白矮星的类地行星的最新理论研究。研究人员发现，检测环绕白矮星的行星大气层里的氧气远比环绕类似太阳恒星的类地行星要简单的多。“在搜寻系外生命迹象时，我们首先要研究的恒星应该是白矮星。”美国哈佛-史密森天体物理中心的理论学家、哈佛大学理论和计算研究所所长艾维·利伯（Avi Loeb）这样说道。
当类似太阳的恒星即将消亡时，它会喷射出恒星外层只留下炙热的核心，也就形成了白矮星。典型白矮星的大小与地球相当。它会随着时间的推移而逐渐冷却和消逝，但它仍能较长时间的保持足够的热，以温暖临近行星长达几十亿年。
因为白矮星比太阳更小更昏暗，因此行星必须距离它非常近才能维持表面液态水的存在，从而保证生命的可能。一颗宜居行星环绕白矮星的距离只有几百万英里，环绕一周的时间只有10小时。
在恒星变成白矮星之前，它会先肿胀成一颗红巨星，不断吞噬和毁灭临近行星。一颗行星必须在恒星进化成白矮星之后到达恒星可居住区范围内。这样的行星可以形成于尘埃和气体残余物（变成二代行星），或者从更远的距离向恒星移动而来。
如果行星位于白矮星可居住区，我们必须先找到它们才能对其进行研究。白矮星表面大量存在的重元素表明，它们拥有大量多岩石行星。利伯和他的同事以色列特拉维夫大学的丹·马斯（Dan Maoz）预估计，对500颗最近的白矮星的调查可能发现至少一个适宜生命存在的类地行星。
找寻这类行星最好的方法是过境搜寻——寻找行星过境时变昏暗的恒星。这样的白矮星体积相当于地球，而地球大小的行星过境时将会阻挡大部分白矮星发出的光，因此会产生非常明显的信号。
更重要的是，我们只需要研究过境行星的大气层。当白矮星的光穿透环绕行星轮廓磁盘的大气层时，大气层会吸收其中某些星光，这将会留下化学印记，表明大气层里是否包含水蒸气，甚至某些生命的特征，例如氧气。
天文学家对搜寻氧气的存在格外感兴趣，这是因为地球大气层中氧气通过植物的光合作用不断再补充。如果地球上所有生命都消亡了，那么我们的大气层里的氧气也将很快耗尽，它或溶解在海洋里或在地表氧化。因此搜寻遥远行星大气层里氧气的大量存在标志着该行星曾经或可能存在生命形式。
预计于2020年发射的美国宇航局韦伯太空望远镜（JWST）将寻找这些外来行星的大气层。利伯和马斯制作了一个合成光谱，复制了倘若JWST检测到环绕白矮星的一颗宜居行星时将观测到的结果。他们发现在整个观察过程中，检测氧气和水蒸气的存在只需要几个小时。“JWST提供了在不远的将来搜寻可居住行星的最大的可能性。”
美国哈佛-史密森天体物理中心的天文学家科特尼·德西宁(CourtneyDressing)和大卫·夏邦诺(DavidCharbonneau)进行的近期研究表明，距离我们最近的可居住行星可能环绕着一颗红矮星（一种正在进行核聚变的冷却低质量恒星）。红矮星，虽然比太阳更小更昏暗，但比白矮星更大更明亮，它发出的刺眼光芒将掩盖环绕行星的大气层发出的昏暗信号。JWST将观测长达数百小时的行星过境，才可能有机会分析行星大气层的组成成分。“尽管最近的可居住行星或可能环绕红矮星运行，但我们能够轻而易举证明支持生命存在的行星更有可能环绕着一颗白矮星运行。”利伯说道。
凤凰科技（编译/严炎刘星）
