天文學家評估晚年紅矮星周圍行星的可居性

一項使用美國太空總署錢德拉X射線天文台（Chandra X-ray Observatory）和哈勃太空望遠鏡數據進行研究，為一個重要問題：圍繞銀河系中最常見的恆星運行的行星有多宜居？

這項研究的目標是巴納德星（Barnard star），它是距離地球只有六光年，距離最近的恆星之一。巴納德的恆星是一顆細小的紅矮星，它比諸如太陽等中型恆星壽命更長，大約有一百億年歷史，是太陽的兩倍。

研究團隊在2019年6月對巴納德星進行觀測，發現一個X射線耀斑（上圖左下角框中變化曲線），在2019年3月哈勃太空望遠鏡觀測發現了兩個紫外線高能耀斑。兩次觀察都長約七個小時，並且兩個圖像都顯示X射線或紫外線亮度下降到零。根據耀斑的長度和觀測結果，得出結論，巴納德星大約有25％的時間釋放出潛在破壞性耀斑。

研究小組對於這些結果會影響到位於適居帶（circumstellar habitable zone）中地表可能存在液態水，圍繞著巴納德星之類的晚年紅矮星旋轉的系外行星，可能有早期生命形成，它的大氣層很可能在這些極之動蕩的年輕恆星期間，被主體恆星的高能輻射侵蝕掉。然而，隨著恆星年齡的增長變得不活躍，這些系外行星的大氣層可能會再生。這種再生過程可能是由於固體物質撞擊釋放的氣體或火山過程釋放的氣體而產生。

但是，爆發強力的耀斑的攻擊，反復發生了數億年，又可能會侵蝕適居帶岩石行星上任何再生大氣。岩石行星的大氣層又再由紅矮星耀斑產生的高能輻射掠去了。這種情況將會減少這些系外行星維持生命存活的機會。該小組目前正在研究更多紅矮星的高能輻射，以便確定巴納德星的情況是否典型。

【圖、文：節譯自美國太空總署網頁】研究全文刊登在2020年10月30日出版的《天文學報》