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原标题:是三日凌空还是飞星不动?三体人面临的线倍于地球的太阳风-脱水,脱水!
从我们这些生活在地球上的人看来,离太阳最近的恒星叫做 “半人马座比邻星”,它距离地球大约 4.3 光年。位于“半人马座比邻星”的系外行星 “比邻星b” ,作为位于宜居带的类地行星,自然吸引了大量的关注。
但是,在宜居带运行的行星表面,并不一定有液态水。尤为重要的是,大气层是否存在。水是一种容易蒸发的物质,需要具备一定厚度的大气层,行星表面的液态水才能保持在地表上。大气层能否维持,既取决于行星重力是否达标,还依赖于恒星的活动。这是因为如果恒星的辐射压很强,大气层就有可能逃离行星。
据科学家们推测, 比邻星b 的质量大于地球,因此其应该具备足够的重力来维持大气层,但问题在于,它围绕的小恒星是一颗红矮星。
通常,恒星的质量越小,它发出的辐射就越少,该恒星的宜居带就离恒星越近。另一方面,恒星的质量越小,半径就越小,从表面到中心核的距离也就越短,中心核的剧烈活动就越容易出现在恒星表面。
恒星的中心核中会产生强烈的磁场活动,强磁场会加速带电粒子,把它们从恒星表面吹走,这就是恒星风。于太阳而言,就是我们常说的太阳风。当这些带电粒子撞击地球的大气层时,构成大气层的分子会被加速。因此,太阳风就会成为让大气分子摆脱地球引力、逃离地球的原动力。在大型恒星的宜居带内很少出现这样的现象,但是在小恒星的宜居带内,行星会经常受到强烈的恒星风的影响。出于这个原因,它是否真的 “宜居(生命可以长久居住)”,还有待商榷。
在几乎全部的系统中,都无法确定特定恒星的磁场活动。目前人们使用的方法是,通过一部分可观测恒星的磁场活动,对其它恒星的磁场活动进行估算,但这种方法究竟是否准确,仍然无法确定。
近年来,人们大量积累了对比邻星的观测结果,因此可以直接模拟磁场活动的 “ZDI(塞曼-多普勒成像)”技术现在可用于比邻星的研究。哈佛-史密松天体物理中心的塞西莉亚·加拉福等人组成的研究小组,使用比邻星的观测数据,验证了利用ZDI技术对磁场活动建模的可行性。
结果,根据比邻星磁场活动的模型推算,比邻星b遭受的恒星风强度,即使是平均值,也达到了地球上太阳风的100-300倍。而在比邻星活动周期(以7年为1个周期)的高峰时期,比邻星b会彻底暴露在相当于地球受到的太阳风1000倍强度的恒星风下。当达到这种程度时,行星表面的大气层和液态水会在短时间内完全蒸发。因此人们明白,尽管比邻星b在宜居带内运行,但它有很大的可能只是一颗没有任何生命的,荒凉而贫瘠的行星。
人们认为,在宇宙中,像比邻星这样的小恒星比大型恒星的存在数量更多。在这些小恒星周围,也发现了许多被认为位于宜居带内的系外行星。但现在看来,我们可能需要重新考虑它们的宜居性了。
注:天文物理学中的塞曼-多普勒成像(Zeeman–Doppler imaging)是一种绘制恒星磁场图的断层摄影术方式。