對外星生命來說是壞消息？即使是最平靜的紅矮星也比太陽更加狂暴 _生命

這幅藝術(shù)家的作品展示了一顆紅矮星發(fā)出的超級耀斑。(Image credit: NASA, ESA and D. Player)
據(jù)美國太空網(wǎng)（By Robert Lea）：一項(xiàng)關(guān)于紅矮星的新研究顯示，即使是這類恒星中最安靜的例子也比太陽更加活躍和狂野。
紅矮星被天文學(xué)家正式稱為“M矮星”，是銀河系中最常見的恒星，在爆發(fā)出巨大的“超級耀斑”之前，可以長時(shí)間保持平靜。這些耀斑之前已經(jīng)被測量出比來自太陽的類似耀斑強(qiáng)100到1000倍，年輕的紅矮星尤其混亂。
這些爆發(fā)，以及被稱為日冕物質(zhì)拋射(CMES)的灼熱等離子體的爆發(fā)，對圍繞紅矮星運(yùn)行的行星具有不可思議的破壞性，剝離它們的大氣層，并釋放出足夠的輻射來蒸發(fā)液態(tài)水，即使是在它們周圍所謂的可居住區(qū)——恒星周圍的區(qū)域，液態(tài)水可以存在于世界表面。
一些科學(xué)家說，如此高的活動(dòng)可能因此使生命難以在紅矮星周圍扎根。
天文學(xué)家特別熱衷于尋找潛在生命跡象的一個(gè)系統(tǒng)是TRAPPIST-1，它包含七顆大約地球大小的行星，其中至少有三顆位于可居住區(qū) 。但TRAPPIST-1是一顆紅矮星，如果它像另一顆紅矮星比鄰星一樣爆發(fā)出劇烈的耀斑，2019年發(fā)出的耀斑亮度是耀斑前亮度的1.4萬倍，那么TRAPPIST-1的生命宿主潛力可能相對較低。
這項(xiàng)新研究背后的團(tuán)隊(duì)，包括來自法國、葡萄牙和瑞士的科學(xué)家，研究了高精度徑向速度行星搜索器(HARPS)在2003年至2020年期間收集的177顆紅矮星的觀測數(shù)據(jù) ， HARPS是歐洲南方天文臺拉新羅天文臺3.6米望遠(yuǎn)鏡上的一種儀器。這使得他們能夠描述這些紅矮星的長期可變性。
所有的恒星都表現(xiàn)出某種程度的可變性；例如，太陽的活動(dòng)周期大約持續(xù)11年。在這個(gè)周期中，太陽黑子在我們恒星表面的頻率增加和減少。在磁場活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)下，太陽黑子數(shù)量的增加會(huì)導(dǎo)致太陽耀斑和空間天氣強(qiáng)度的增加。
幸運(yùn)的是，生命的出現(xiàn)和進(jìn)化比太陽周期要長得多。例如，在地球上，生命出現(xiàn)在大約40億年前，大約在地球形成后的5億年。如果銀河系其他地方的生命需要類似的時(shí)間框架來發(fā)展，那么紅矮星的長期可變性和兇猛性可能會(huì)對這一過程產(chǎn)生重大影響。
為了研究紅矮星活動(dòng)的可變性，研究小組轉(zhuǎn)向了HARPS數(shù)據(jù)，因?yàn)樵搩x器在觀察恒星的活躍程度方面特別有用。這是因?yàn)樗^察的是恒星色球?qū)?大氣層的第二層)的排放物。這一層的輻射是由磁場活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的，就像耀斑一樣，而不是發(fā)生在恒星核心的聚變。
因?yàn)樘煳膶W(xué)家一直在努力詳細(xì)研究單個(gè)的紅矮星，所以下一個(gè)最好的方法就是在很長一段時(shí)間內(nèi)觀察這些恒星。要真正獲得紅矮星可變性的清晰圖像，需要長視角，但這種類型的數(shù)據(jù)是有限的。

一幅藝術(shù)家的渲染圖展示了圍繞一顆紅矮星運(yùn)行的系外行星。(Image credit: NASA/JPL-Caltech)
“明確識別一個(gè)周期需要測量顯示其在幾個(gè)周期內(nèi)的重復(fù) 。包括主要作者和格勒諾布爾阿爾卑斯大學(xué)研究員Lucile Mignon在內(nèi)的研究小組在新的研究中寫道:“這需要長時(shí)間的數(shù)據(jù) 。”“即使時(shí)間覆蓋對一些恒星來說不夠，但是，我們的數(shù)據(jù)可以用來估計(jì)一個(gè)最小的循環(huán)周期(如果存在的話) 。”
為了彌補(bǔ)長期數(shù)據(jù)的不足，研究小組確定了單個(gè)恒星的“季節(jié)” 。科學(xué)家們將這些季節(jié)定義為150天的周期，在此期間至少進(jìn)行五次觀測，觀測之間的間隔不超過40天。他們寫道，研究小組選擇150天作為他們的季節(jié)，因?yàn)檫@是紅矮星自轉(zhuǎn)周期的典型最大極限。
這使得研究人員從177顆紅矮星的總樣本中識別出57顆恒星的子集，這表明可變性是這一恒星類別的一個(gè)定義特征。
“我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)恒星都是顯著可變的，即使是最安靜的恒星， ”作者解釋道，并補(bǔ)充說樣本中57顆恒星中的75%顯示出長期可變性。“我們發(fā)現(xiàn)長期時(shí)間尺度從幾年到20多年不等。”
該團(tuán)隊(duì)承認(rèn)，對紅矮星及其可變性的檢查實(shí)際上只是了解這些暴力恒星的第一步。他們還表示，紅矮星的真實(shí)行為可能比這些結(jié)果所表明的更加復(fù)雜。
這種復(fù)雜性可能源于恒星可能有多個(gè)相互影響的周期，因此解釋了為什么紅矮星的行為一直是一個(gè)難以理解的挑戰(zhàn) 。
該團(tuán)隊(duì)的研究已被《天文學(xué)與天體物理學(xué)》雜志接受發(fā)表，并發(fā)表在arXiv上。

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