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正在死亡的恒星可能是寻找生命的好地方

 水共山华 2015-01-02
原文标题:Why Dying Stars Might be a Good Place to Look for Life
原文作者:NANCY ATKINSON;
来自:universe today;发表时间:2013.2.26;
翻译:faith  审校:Linq

这个诡蓝色的 光环是一个行星 状星 云,即恒星 从红巨星 演化为白矮星 时所喷出的 氢气。


我们目前找到了867个不同的 外星 行星 ,但是依然没有明确确认这其中有任何一个存在着生命。天文学家是如何进行确认的 呢?他们会寻找例如行星 组成、轨道属性、大气和可能的 化学相互作用的 有关信息。宇宙中的 氧相对丰富,因此在一颗遥远的 行星 的 大气中如果找到氧,就可以指明宜居性,因为大量氧的 存在就暗示着生命的 存在。

但是应先从哪里着手呢?一项新研究发现,我们在一颗白矮星 ——正在走向死亡的 恒星 ——周围的 宜居行星 的 大气中探测氧,比在类日恒星 周围探测一颗类地行星 要容易得多。

“在探寻外来生物的 信号时,我们研究的 首批恒星 应该是白矮星 ,”
哈佛·史密森尼天体物理中心(CfA)的 理论家和理论计算协会(Institute for Theory and Computation)的 主管,Avi Loeb说。

Loeb和他来自Tel Aviv大学的 同事Dan Maoz估计,对500颗最近的 白矮星 进行普查会发现至少一个宜居行星 。

 

白矮星 是类似太阳的 恒星 在耗尽它们的 核心燃料之后演变而成的 。它抛掉外层,留下地球大小的 炎热的 内核,随时间流逝而慢慢冷却、熄灭,但保持的 热量足以温暖附近的 世界长达数十亿年。

目前,我们找到的
大部分行星 都很靠近它们的 母恒星 ,因为天文学家们是通过行星 对恒星 产生的 引力影响来寻找行星 的 ,这种影响所导致的 摇摆极其微小。而贴近恒星 的 大质量行星 所造成的 影响最大,所以最容易被探测到。

一颗行星 在恒星 前方穿过时则可以
运用光度测定法,天文学家能够检测到恒星 所发出的 光的 细微减少。因为恒星 的 大小类似地球,所以地球大小的 行星 在凌星 时会形成一个明显的 信号。光度测定,或者说凌星 法,被证明是寻找外行星 的 最佳途径。

白矮星 比太阳更暗,体积更小,一颗行星 表面要存在液态水以宜居,需比地球更贴近它的 母恒星 ,这也导致白矮星 周围的 行星 更容易被检测到。一颗宜居的 行星 应位于距离恒星 一百万英里的 地方公转,每十小时绕白矮星 公转一周。

更重要的 是,我们可以研究凌星 行星 的 大气。当白矮星 的 光通过围绕着行星 轮廓面的 空气环时,大气会吸收走一部分星 光。这就有了化学指纹谱图,它能显示空气中是否含有水蒸气或其他具有生命代表性的 物质,比如氧气。


但是值得注意的 是,恒星 在演变为白矮星 之前会膨胀为一颗红巨星 ,吞食、毁灭任何在附近的 行星 。因此,行星 必须是在恒星 演变为白矮星 之后才到达宜居带的 。要么它是从较远的 公转轨道转移到过去的 ,要么它是从尘埃和气体残余中新形成的 。

然而,我们目前尚未找到任何围绕着白矮星 的 外行星 ,尽管Loeb和Moaz说,白矮星 表面含有丰富的 重元素,所以将有相当一部分的 白矮星 具有固态行星 。

要寻找白矮星 周围的 行星 ,我们在天上需要更好的 巨眼,Loeb和Moaz说,计划在2020年前发射的
詹姆斯韦伯空间望远镜(JWST)会探测这些外星 世界里的 气体。

Loeb和Moaz发明了合成光谱分析法,它可以将JWST检测到一个绕白矮星 公转的 宜居行星 后所看到的 复制下来。他们发现,整段观测时间中仅有几个小时可以观测氧气和水蒸气。

“JWST为在不久的 将来找到宜居行星 提供了最大的 希望。”Maoz说。

 

 

来自CfA的 天文学家Courtney Dressing 和David Charbonneau的 近期研究表明,最近的 宜居行星 可能围绕着一颗红矮星 (寒冷、低质量、正在核聚变的 恒星 )公转。因为红矮星 虽然比太阳更小、更暗,但是它比白矮星 要大、要亮,而它那耀眼的 光也会吞没那些来自行星 大气的 微弱信息。JWST必须观测上百小时的 凌日,才有希望分析到大气的 组成。

“尽管距离我们最近的 宜居行星 可能围绕着一颗红矮星 公转,但是我们能够证明是适合生命的 行星 可能围绕着白矮星 旋转。”Loeb说。

(全文完)

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