原文作者:Royal Astronomical Society
来自:Astronomy Now; 发表时间:2013.7.2
翻译:faith 审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载)
红矮星 的 磁场可能会把那些类地行星 (的 磁气圈)压扁,使得生命暴露在来自太空的 辐射当中。
这是一位艺术家对火星 如何在其失去了磁场以后如何又失去了它大部分的 大气层的 想象图,红矮星 旁的 行星 也可能遭受同样的 命运。(NASA)
红矮星 是恒星 中最普通的 一种,占我们星 系 恒星 总数的 75%。它们比我们的 太阳要小且轻得多,因此也要黯淡得多。如果在这些恒星 旁找到行星 ,再乘上红矮星 的 数量,那么外星 生命就不是什么稀罕事儿了。但是由苏格兰圣安德鲁斯大学的 Aline Vidotto领导的 一个科学家团队对这一想法提出了质疑。他们的 研究认为红矮星 会将它附近类似地球的 行星 磁场压扁,使得所有生命都会暴露在来自太空的 辐射当中。
由于红矮星 十分黯淡,所以即使是绕他们公转的 很小的 行星 也会在经过日地之间时,挡去很大一部分光照。这些恒星 的 低质量也意味着地球大小的 行星 的 引力足以让恒星 在行星 绕其旋转时摇摆不停。这一运动导致地球上的 望远镜能够在光谱视向上探测到前移和后移。
红矮星 的 温度比太阳低,所以能够发展出生命的 所谓的 宜居或“金发”区要比我们太阳系 的 近得多。金发区内的 行星 仅仅是拥有了能够在其表面找到液态水的 适宜温度。这使得红矮星 成为我们在银河系 其他地方寻找类地行星 的 主要搜索目标。但是要让行星 成为生命存在的 好地方,还有许多其他重要的 因素,比如相对厚的 大气层。
在十几亿年里,来自太空的 带电粒子的 碰撞能够侵蚀掉行星 的 大气层。像地球这样具有相对强大的 磁场的 行星 能够使这些粒子偏转,至少在一片名为磁气圈的 区域以内,为其大气层添加了一个保护层,让生命的 创造与发展变得更为适宜。

大部分轰击行星 的 粒子都来自从母恒星 流出的 “星 际风”。这些粒子的 压力与行星 的 磁场相反,所以每当星 际风变强时,它就会压迫这一磁场。至于地球,这一磁气圈一般会延伸到约43,000英里(70,000公里)远的 地方。
特别是当红矮星 相对年轻时,本身拥有强有力的 磁场。最近,其中的 十二个已经被直接观测到了,这可能对公转行星 有非常不同的 影响。Vidotto和她的 团队发现,来自这些场的 极端压力可能强到足以压迫行星 磁气圈,随着时间推移,大气层会完全被剥离,使得这些世界完全不适宜居住。
这一新的 研究显示,如果地球在一颗年轻的 红矮星 更内层的 金发圈内公转,与它绕太阳公转的 方式相同,它的 磁气圈不会超出22,000公里(35,000公里),甚至可能会被压迫到地球的 表面。为了拥有发展生命的 温和环境,红矮星 周围的 类地行星 要么拥有强大的 磁场,要么与其母恒星 保持相当遥远的 距离——但是对液态水来说,这样又会变得太冷。
当恒星 慢慢老去,它们的 磁场也会变弱,对于围绕红矮星 公转的 所有行星 来说都是减负。对于行星 大气层要如何幸存来说,这一情况发生的 速率是一个非常重要的 因素,一个改善搜索这些天体的 方法就是测量这些恒星 的 自转速度,它也会随着红矮星 年龄的 增长而减弱。
“我们的 研究显示,自转周期长于一个或几个月的 红矮星 的 磁场不会大大压迫一个位于其母恒星 宜居带内公转的 类地行星 的 磁气圈。”Vidotto说,“天文学家必须在搜寻外星 生命时考虑到这一点——宜居条件变得比我们想象得更加复杂得多了。”