5 月 21 日消息，紅矮星是銀河系中最常見、最持久的恒星類型，那么，圍繞其運(yùn)轉(zhuǎn)的行星究竟會(huì)有多宜居呢。
在近期的一項(xiàng)研究中，天文學(xué)家利用美國(guó)國(guó)家航空航天局錢德拉 X 射線天文臺(tái)和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，對(duì)一顆鄰近紅矮星的高能耀斑進(jìn)行了強(qiáng)度和頻率的分析。這顆紅矮星名為“巴納德星”（Barnard’s Star），是距離地球最近的恒星之一，距離地球只有 6 光年。
▲ 這張想象圖描繪了一顆像巴納德星一樣的古老紅矮星（右），和一個(gè)軌道上的巖石行星（左）
巴納德星是一顆質(zhì)量較小的紅矮星，目前的年齡已有 100 億年，但仍然十分活躍，對(duì)任何圍繞其運(yùn)行的行星的大氣層都有潛在的破壞性。美國(guó)天文學(xué)家愛德華?愛默生?巴納德于 1916 年發(fā)現(xiàn)并測(cè)量出這顆恒星的自行運(yùn)動(dòng) —— 天體在天球上對(duì)應(yīng)的橫向速度（相對(duì)太陽(yáng)的“橫向”移動(dòng)）—— 為每年 10.3 角秒，是已知相對(duì)太陽(yáng)自行最大的恒星。為了紀(jì)念巴納德的發(fā)現(xiàn)，這顆恒星便以他的名字命名。
通過觀察巴納德星，研究人員試圖解答一個(gè)重要的問題：圍繞銀河系中最常見恒星運(yùn)行的行星有多適合居??？巴納德星是一顆緩慢燃燒燃料的小型恒星，其壽命比太陽(yáng)這樣的中型恒星長(zhǎng)得多。據(jù)估計(jì)，它的年齡大約為 100 億年，是太陽(yáng)年齡的兩倍。
研究作者以巴納德星為例，分析了這顆古老紅矮星的耀斑如何影響圍繞它運(yùn)行的行星。2019 年 6 月，研究人員在錢德拉 X 射線天文臺(tái)對(duì)巴納德星的觀測(cè)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)了一個(gè) X 射線耀斑，此前他們于 2019 年 3 月在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)紫外線高能耀斑。這兩次觀測(cè)都持續(xù)了 7 個(gè)小時(shí)，所獲得的圖像都顯示 X 射線或紫外線的亮度下降至零。根據(jù)耀斑的長(zhǎng)度，以及其他觀測(cè)結(jié)果，研究作者得出結(jié)論：巴納德星大約有 25% 的時(shí)間會(huì)釋放潛在的破壞性耀斑。
▲ X 射線光曲線
研究小組隨后分析了這些結(jié)果對(duì)圍繞紅矮星（如巴納德星）運(yùn)行的適居帶巖石行星意味著什么。所謂適居帶，是指行星系中適合生命存在的區(qū)域，位于該區(qū)域內(nèi)的行星表面可能存在液態(tài)水。在恒星不穩(wěn)定的年輕時(shí)期，這些行星早期形成的大氣可能會(huì)被來(lái)自恒星的高能輻射侵蝕掉。但隨后，恒星會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而變得不那么活躍，這些行星的大氣層便可能再生。這種再生過程可能來(lái)自于固體物質(zhì)撞擊所釋放的氣體，或是火山過程中釋放的氣體。
然而，新研究所報(bào)道的這種耀斑的猛烈沖擊，會(huì)在數(shù)億年的時(shí)間里反復(fù)發(fā)生，可能侵蝕可居住帶內(nèi)任何巖石行星上的再生大氣。在紅矮星耀斑所產(chǎn)生的高能輻射沖擊下，巖石行星的大氣會(huì)受到嚴(yán)重破壞，而這將減少這些星球上出現(xiàn)并維持生命的機(jī)會(huì)。目前，研究小組試圖了解紅矮星高能輻射的更多信息，以確定巴納德星是否可以作為典型。
巴納德星
巴納德星位于蛇夫座，是宇宙中第二接近太陽(yáng)的恒星系統(tǒng)，僅次于半人馬座 α 系統(tǒng)。它的質(zhì)量約為太陽(yáng)的 17%，直徑約為太陽(yáng)的 1/6，只相當(dāng)于地球的 20 倍大。
據(jù)天文學(xué)家估計(jì)，巴納德星的年齡介于 70 億到 120 億年之間，比太陽(yáng)古老得多，有人甚至認(rèn)為它可能是銀河系中最古老的恒星。從光度的周期變化可知，巴納德星自轉(zhuǎn)一周需 130 天（太陽(yáng)只需 25 天）。
盡管距離很近，但作為一顆紅矮星，巴納德星的視星等為 9.5 等，亮度微弱（只有太陽(yáng)的 1/2600），肉眼無(wú)法看到。巴納德星以每秒約 110 公里的速度接近太陽(yáng)系，將在公元 11800 年時(shí)到達(dá)距離太陽(yáng) 3.85 光年處，成為最接近太陽(yáng)的恒星，取代比鄰星的位置（4.3 光年），屆時(shí)其亮度將達(dá)到 8.5 等。
在 1938 年至 1981 年間，研究者通過攝影觀測(cè)了巴納德星的運(yùn)動(dòng)，認(rèn)為其存在 0.02 秒弧度的周期性偏差。這種“擾動(dòng)”被解釋為其具有兩個(gè)行星級(jí)的伴星，軌道周期分別為 13.5 年和 19 年，質(zhì)量約為木星的三分之二。然而，這一解釋并未得到其他觀測(cè)結(jié)果的支持。直到 2018 年，天文學(xué)家終于在巴納德星周圍發(fā)現(xiàn)了一顆行星，其質(zhì)量至少是地球的 3.2 倍，距離巴納德星約 6000 萬(wàn)公里，運(yùn)行周期為 233 天。由于巴納德星的低亮度，這顆行星并不在適居帶內(nèi)，其表面的水很可能是冰凍的。
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