濒死恒星(白矮星)的微光或许可更容易地寻找生命讯号

白矮星(white dwarf)是已经没有能量来源的濒死恒星,会随时间逐渐冷却、变暗。以色列特拉维夫大学Dan Maoz等人有证据显示,白矮星仍能维持适居行星的存在。Maoz等人利用电脑模拟后指出,利用未来10年发展出的先进科技,天文学家有机会侦测到环绕白矮星的适居行星周围的生物标志化合物(biomarker),也就是有生命出现的讯号,包含氧和甲烷等。相关论文发表在英国皇家天文学会月刊(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)中。

Maoz等人提出的「模拟光谱(simulated spectrum)」,说明美国航太总署(NASA)预定于2018年发射升空的韦柏太空望远镜(James Webb Space Telescope,JWST),探测到白矮星周围类似地球的岩质行星的大气时,仅需耗费数小时的观测时间就能侦测到氧和水等化学组成,比侦测类太阳恒星周围的岩质行星的还容易许多;换言之,想寻找太阳系以外的生命讯号,从白矮星下手,会比其他种恒星容易得多。

白矮星表面已知有丰富的重元素,显示环绕白矮星的行星中有一定比例会是岩质行星。这些研究学者估计,若能仔细探索离地球最近的500颗白矮星,必定能找到一颗甚至更多适居行星。所谓的适居行星(habitable planet),是指恒星周围温度恰可使行星表面的水以液态型式存在的区域,即所谓的「适居区」内的系外行星。

当行星通过恒星前方,让恒星稍微变暗的时机,背景星光透过行星大气后,行星大气会吸收部分星光,天文学家便可藉此了解行星大气的组成成分。然而,若是被系外行星遮蔽的恒星是一般恒星,其明亮的光辉往往会让行星本身的讯号被掩蔽而无法凸显;相形之下,白矮星不像一般恒星般那样明亮,让天文学家能更容易地侦测并分析白矮星周围行星的大气特征,甚至是体积比热木星小许多的岩质行星都适用这种方式。

为了估算哪种资料是JWST比较容易侦测到的,Maoz等人发展所谓的「人造光谱(synthetic spectrum)」,模拟环绕白矮星公转、类似地球的适居行星的状况。由人造光谱显示,如果这类行星大气中真的含有氧和水等成分,JWST绝对有能力可以侦测到。

濒死恒星(白矮星)的微光或许可更容易地寻找生命讯号

濒死恒星(白矮星)的微光或许可更容易地寻找生命讯号

其中,生物标志化合物中的氧是类地行星上出现生命最关键的讯号。例如地球的大气层,有21%为氧,而这些氧是来自全球各地的植物行光合作用的产物。如果没有植物,大气中将不再有氧的存在。

韦柏太空望远镜(JWST))以红外波段来进行系外行星生命讯号搜寻的探测工作,因为生物标志化合物的辐射在这个波段最为显着。此外,位在太空当中的太空望远镜,可以不受地球自己本身大气的影响,因此即使类似地球的系外行星发出和地球大气类似的讯号,JWST也可以分辨得出来是来自系外行星而非地球。(引用自台北天文馆之网路天文馆网站)





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