评估旧红矮星周围行星的可居住性

一项使用NASA钱德拉X射线天文台和哈勃太空望远镜的数据进行的新研究为一个重要问题提供了新的见解:围绕银河系中最常见的恒星运行的行星有多宜居?正如我们新闻稿中报道的那样,这项新研究的目标是巴纳德星,这是距离地球仅6光年的距离最近的恒星之一。巴纳德的恒星是一颗红矮星,是一颗小恒星,在其燃料供应中缓慢燃烧,并且比诸如太阳等中型恒星的寿命更长。它大约有100亿年的历史,是太阳的两倍。

这组作者以巴纳德之星为例,研究了一个旧的红矮星产生的耀斑如何影响绕它运行的任何行星。这位画家的插图描绘了一个像巴纳德之星一样的旧红色矮星(右)和一个环绕轨道的岩石行星(左)。

研究团队在2019年6月对巴纳德之星进行的钱德拉观测发现了一个X射线耀斑(在插图框中显示),在2019年3月对哈勃观测的观察中发现了两个紫外线高能耀斑(在另一个图形中显示)。两次观察都长约七个小时,并且两个图都显示X射线或紫外线亮度下降到零。根据耀斑的长度和观测结果,作者得出结论,巴纳德之星大约有25%的时间释放出潜在的破坏性耀斑。

然后,研究小组研究了这些结果对于在宜居区域(其中地表中可能存在液态水)围绕着宜人区域(如巴纳德之星)周围的旧红矮星旋转的行星的含义。在一个宜居带行星生命早期形成的任何大气层,很可能在其动荡的年轻恒星期间被恒星的高能辐射侵蚀掉了。然而,后来随着恒星随着年龄的增长变得不那么活跃,行星的大气层可能会再生。这种再生过程可能是由于固体物质撞击释放的气体或火山过程释放的气体而发生的。

但是,像这里报道的那样,爆发强力的耀斑的攻击,反复发生了数亿年,可能会侵蚀宜居区域岩石行星上的任何再生大气。该图显示了岩石行星的大气层被红矮星产生的耀斑产生的高能辐射向左掠去了。这将减少这些世界维持生命的机会。该小组目前正在研究来自更多红矮星的高能辐射,以确定巴纳德之星是否很典型。

由科罗拉多大学博尔德分校的Kevin France领导的描述这些结果的论文发表在2020年10月30日的《天文杂志》上。

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