去红矮星周围寻找智慧生命

《去红矮星周围寻找智慧生命》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、去红矮星周围寻找智慧生命　　搜寻地外文明的科学家把目光投向了红矮星，期望能有一个大发现。　　银河系中的明亮恒星要让位给那些更暗弱的恒星了吗？恐怕是的，较小的恒星也许是在我们的近邻中搜寻地外生命的最佳场所。当然，这个猜想无疑超出了传统的观念。半个多世纪以来，志在搜寻地外文明的天文学家专注的目标一直是类太阳恒星。这一选择并非盲目：科学家通常假设，如果一颗G型恒星（即类太阳恒星）的周围环境适宜我们人类，那它也利于外星人。红矮星开普勒-186行星系统宜居带（墨绿色环形）与太阳系的比较　　但是，还有其他一些恒星，它们距离我们更近、数量

2、也更多，甚至可能更适宜智慧生命生存。它们就是暗弱的红矮星。大量的宜居地　　在一个漆黑的地点，如果你仰望夜空，就算不借助望远镜也能看到数百颗恒星。这无疑是一幅美景，但你看到的并不是绝大多数恒星的代表，就好像红树林不能代表树林一样。肉眼能看到的大部分亮星都是巨星或者超巨星，后者的质量是太阳的10倍以上，光度也比太阳大得多，这也正是从地球上看它们如此明亮的原因。红矮星开普勒-138周围存在一颗火星大小的行星（艺术概念图）。　　这些大质量恒星之所以格外明亮，是因为光度和质量并不呈线性关系。恒星的质量增大10倍，其光度可以增大3000

3、倍。由此，超巨星成为夜晚的超级明星，虽然数量稀少――4超巨星占所有恒星总数的比例不足0.2%，但主宰着夜空。这就像顶尖球手，人数不多，但知名度很高。　　这个质量―光度关系也适用于小质量恒星。一颗质量仅有太阳1/10的恒星，被称为红矮星，其光度只有太阳的0.08%。正因为如此小的光度，所以红矮星很难被看到。没有望远镜的帮助，肉眼连一颗红矮星都看不到。在北天，6光年远的巴纳德星是距离我们最近的红矮星，视星等9.5等。在南天，比邻星的距离更接近，只有4.23光年，但这颗红矮星的亮度更暗，只有11等。那么，这和寻找地外文明又有什么关

4、系呢？　　虽然红矮星的光度很小，但它们的数量可以弥补这一点。它们主导着银河系，占据了恒星总数的绝对多数。这应该不会让你感到惊讶，因为大自然经常会以“小则多，大则少”的方式行事，例如田鼠与大象。根据天文观测的结果，在太阳附近有74%的恒星是红矮星。它们也许很小，但其总体对银河系质量的贡献超过了其他任何类型的恒星。　　虽然到处都是红矮星，但寻找地外文明的科学家几乎没有正眼看过它们。因为他们认为，红矮星有一些尴尬的特性，使得它们不太可能适宜真正高等的生命。不利因素　　红矮星的第一个缺点是，它们的能量输出功率太低。如果在红矮星周围存

5、在宜居行星，它们必须要能节省下一丝一毫的能量。否则，它们的温度将不足以在其表面维持住液态水。为此，这些行星绕其宿主恒星公转的轨道会比水星绕太阳公转的轨道还要小。靠得这么近是要付出代价的。这些行星很快就会被潮汐锁定，就像月亮被地球潮汐力锁定一样。它们的自转周期和轨道周期将会同步，使得其一个半球会无休止地被其宿主恒星炙烤，而另一个半球则沉浸在没有尽头的瑟瑟寒夜之中。4　　这听上去就像是一场气候灾难，因为在黑夜的一侧空气都会凝固，到处都是白雪皑皑。对陆生的生命体来说，缺乏空气是要命的。　　第二个问题来自其低光度的另一个后果。红矮星

6、的表面温度从3150℃至3260℃不等。相比之下，太阳的温度要高得多，接近5540℃。因为它们的表面温度较低，红矮星辐射出的光能就较少，而且这些光还会偏向光谱的红端。它们会发出大量的低能光子，高能蓝色光子的数目则很少。因此，一些科学家认为，红矮星发出的光不足以驱动光合作用。　　另一个值得关注的问题是红矮星周围宜居带的范围很小。在一颗恒星周围环状的宜居带内，适宜的温度使得行星可以维持液态水的存在。与质量更大、光度也更大的恒星相比，暗弱恒星周围的宜居带范围会更小。这表明，围绕红矮星公转的行星位于这一宜居带内，并且能够演化出生命的

7、概率也较小。　　对红矮星不利的最后一个因素是，它们周围的空间天气很恶劣。红矮星的表面会不时出现巨大的耀斑，释放出的大量辐射对紧靠它的行星上的生命来说是致命的。　　这些缺点使得红矮星一直被排除在搜寻地外文明的首选目标之外。然而，新的观点和数据表明，这些遍布银河系的恒星也许受到了不公正的对待。宜居之地　　对搜寻地外文明来说，对红矮星最严厉的批评一直是潮汐锁定问题。一颗酷热和严寒兼备的阴阳行星不太可能是生命的理想选择。在这样离谱的气候中，即便是嗜极微生物也难以生存。4　　但是，对一颗行星来说，一半是炙烤下的岩石、另一半是冰冻的海洋

8、，没有任何大气，这不是严峻的环境，而是把问题想得过分简单了。只要密度尚可，任何大气都能够维持住自身，免于固化成冰。而且当行星的两个半球之间有巨大的温度差时，会立即形成风，气流会把热量从高温的一侧输送到低温的一侧。这将防止空气凝结成冰。　　10多年前，就有天文学家开始研究这当中的细节，建立起