宇宙中最小的恒星是有希望孕育生命的场所吗？

我们的太阳不会永远存在。在大约50亿年后，它将耗尽核燃料，像一个巨大的气球一样膨胀起来，然后逐渐消逝。在这一过程中，它周围所有的生命痕迹都将被消灭掉。我们银河系中的其他类太阳的恒星也会遇到类似的命运，其平均寿命为100亿年。

对我们来说，幸运的是，在适当的条件下，生命可以在一颗恒星诞生后的10亿年内出现。而我们的恒星远非典型：我们银河系中最常见的恒星类型是红矮星，可以闪耀超过一万亿年。在银河系的2000亿颗恒星中，红矮星占了75%以上。红矮星因其颜色和微小的尺寸而得名，它们几乎不比木星大多少，由于质量和重力较低，它们的燃料燃烧得很慢。

由于它们是如此常见和长寿，红矮星为寻找地球以外的生命提供了有希望的地方。迄今为止，我们发现的一些最令人兴奋的系外行星——都是围绕红矮星运行的。但是，尽管这些恒星有可能提供生命，但也存在着危险。

系外行星中的名星

离我们太阳最近的恒星，半人马座，是一颗红矮星。这就是为什么科学家们在2016年发现了一颗地球大小的行星，被称为比邻星b（在系外行星的命名中，"a "通常指的是恒星）时感到兴奋。比邻星b距离地球仅4.2光年，位于其恒星的宜居区，即恒星周围不热不冷的区域，行星表面可能存在液态水。

这让人们看到了我们有宇宙的隔壁邻居的希望。2019年，澳大利亚的帕克斯射电望远镜（Parkes radio telescope）探测到一个来自半人马座方向的无线电信号。该信号来自外星生物的可能性很小，尽管其他解释如地球上的陆地干扰更有可能。

2017年，天文学家使用基于地球的望远镜和NASA的斯皮策太空望远镜，在位于40光年外的红矮星特拉比斯特-1（TRAPPIST-1）周围发现了7颗地球大小的行星。其中三颗行星位于该星的宜居区。此后，我们在其他红矮星周围发现了更多潜在的可居住地球大小的行星。

红矮星的危害

有一个问题。在红红的太阳下并非一切都很美好。因为红矮星比类太阳的恒星要冷得多，也暗得多，它们的宜居区要近得多。例如，比邻星b，它的轨道比水星平均近8倍。

这种近距离给生命带来了巨大的挑战。首先，就像月球只向地球展示一面一样，红矮星的引力会迅速减慢附近行星的旋转速度，以至于只有行星的一面始终面对它的恒星——这种现象被称为潮汐锁定。白天的一面热到足以煮沸水，夜晚的一面冷到足以冻结水。拥有像地球或金星那样的大气层可以平衡这些温度差异。

红矮星也比我们的太阳更频繁地爆发，释放出对我们所知的生命有害的紫外线和X射线辐射波。如果太阳可以从很远的地方剥离火星的水和浓密的大气层，那么像比邻星这样的行星在距离猛烈燃烧的恒星大约30倍的地方就可能在短短的一亿年内失去它们的大气层。更糟糕的是，这类行星被潮汐锁定意味着它们的熔融内部可能搅拌缓慢，产生微弱的或没有磁场。这使这些行星失去了在地球上非常有效的辐射保护，并促成了地球上生命的扩散。

2014年，NASA的 "雨燕 "任务捕捉到一个红矮星，它发出的耀斑比我们太阳发出的任何耀斑都要强大1万倍。大多数新诞生的红矮星可能会发出这样的巨型耀斑，也许是为了反抗我们对它们的大小判断。来自这些巨型耀斑的强烈辐射可能会阻止附近的行星出现生命。

综合来看，这些因素将红矮星系外行星描绘成在黯淡的红色天空下烘烤的贫水荒地。这些恒星周围有生命的希望吗？

阴天下生命的机会

如果一颗系外行星在离燃烧的红矮星足够远的地方形成，并且一开始就拥有比地球多得多的水，那么从长远来看，尽管有燃烧，它还是可以保留足够的水。特拉比斯特-1（TRAPPIST-1）可能就是这种情况：哈勃对这个80亿年前形成的系统进行的紫外线观测表明，三颗宜居区的行星可能有一些表面水。

有了地表水就会有像地球上的水云。2013年，对红矮星大气层的广泛模拟表明，表面有水和云的系外行星可以反射足够的阳光，防止行星变得太热，从而不适合生命。

此外，就像我们自己的太阳系一样，红矮星恒星系中的系外卫星尽管比太阳远得多，但也可能拥有地表下水的海洋。但要等到望远镜技术发展到我们可以看一看的程度，还需要一段时间。

找到宜居行星

期待已久的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将于2021年发射，它将能够测量其他恒星周围行星的温度。如果一颗围绕红矮星的行星有云层，那么与没有云层的行星相比，面向恒星一侧的温度会更低，反之亦然。詹姆斯·韦伯太空望远镜还将观测红矮星周围的潜在宜居行星的大气层，并检测它们是否含有大量的氧气、二氧化碳、甲烷或水——这些物质的适当混合可以支持我们所知的生命。

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原文地址：Are the Universe's Smallest Stars Promising… | The Planetary Society