红矮星

red dwarf

红矮星是指表面温度低、颜色偏红的矮星,这些恒星质量不超过太阳质量的一半,105个木星质量以上,表面温度为2,500至5,000K。

所谓红矮星,也就是M型主序星(MV),根据赫罗图,“红矮星”在众多处于主序阶段的恒星当中,其大小及温度均相对较小和低,在光谱分类方面属于M型。它们在恒星中的数量较多,大多数红矮星的直径及质量均低于太阳的三分一,表面温度也低于3,500K。释出的光也比太阳弱得多,有时更可低于太阳光度的万分之一。又由于内部的氢元素核聚变的速度缓慢,因此它们也拥有较长的寿命。红矮星的内部引力根本不足把氦元素聚合,红矮星不会膨胀成红巨星,而逐步收缩,直至氢气耗尽。

红矮星,其实是一种体积不太大的恒星,通常它们的质量都不会超过太阳的一半。我们的银河系(也许所有星系都是如此)中70% 的恒星都是红矮星,它们比太阳的体积小,温度低,也更加暗淡。由于辐射出的光芒实在是太为微弱,如果不借助天文望远镜,我们不可能看到任何一颗红矮星。科学家们计划寻找的行星正是处于这样的恒星周围。

据介绍,当“超级类地行星”运行到红矮星与地球之间时,会发生类似日食一样的效应:红矮星发出的光线会被阻挡住一部分,而不同的行星由于体积和其与恒星的距离都不相同,因此能阻挡住的光线数量也会存在明显差异。因此,通过观测红矮星亮度的变化并参考其他因素,科学家们便能够估算出行星的大小以及与恒星的距离,进而确定其表面的温度等重要数据。

其实早在2007年4月份,欧洲南方天文台的天文学家就曾宣布,他们在距离地球20.5光年的红矮星--Gliese581--的周围,发现了迄今与地球最为相似的太阳系外行星。这颗行星的质量约为地球的5倍,表面温度可能介于0℃~40℃之间,恰好允许液态水存在于它的表面。这是科学家在太阳系外首次发现可能适合人类居住的行星。

红矮星的特点

红矮星是一类体积较小、质量不超过太阳三分一的小型恒星。科学家们希望能在其附近找到所谓的“中转行星”。所谓“中转行星”,是指从地球上看,会周期性地遮挡住部分恒星光芒的一类行星。通常情况下,因“中转行星”引起的类似日食的现象会阻断住恒星所发出的大约一半光线。而由此导致的恒星亮度的变化可以被地球上的观测者们所记录到。在实施“MEarth”计划的过程中,科学家们计划动用八台大型光学望远镜进行观测活动,已经有五台投入了使用。

Gliese 581c这颗星球距离地球足有20光年之远,并选择以它附近的一颗红矮星作为轨道中心旋转。这是由于红矮星的数量很多,所以很多行星都选择红矮星作为轨道旋转中心。又因为红矮星的光线非常暗,所以围绕它旋转的这颗行星不会被星光所淹没,这样这颗行星发出的光线就很容易的被测量到。

这颗行星经研究存在于红矮星周围的一个可居住区,通过天文望远镜可观测到这颗行星的表面存有一个亮点,这个亮点即星球表面存在有液体水的地方。这片可居住区距离冷星的距离与地球距离太阳一样远。据天文学家表示,这颗在红矮星可居住区域存在的行星,围绕红矮星公转的时间为两周。由于这颗行星离红矮星十分近,所以在观察的时候这颗行星与红矮星会同时出现在观察者的视线范围内,而且能够被很容易的观察到。

天文学家研究表示,他们发现宇宙中的紫外线实际上会使氧分子分离,甚至还能够创造出很多的臭氧分子。经研究,在这颗行星的大气层上空覆盖有一层厚厚的臭氧层,这样就阻止了过多的紫外线照射到行星的表面。但是,当红矮星静止存在时,紫外线就会相对减弱,防止紫外线的臭氧层也就会慢慢消失。

红矮星的研究

由于体积和亮度的原因,长期以来,很少有天文学家投身到红矮星的科学研究中。几十年来,科学家认为红矮星附近根本不可能有智慧生命。假如红矮星周围有行星围绕,也会由于它们之间相距过近,行星完全被红矮星“ 锁定”,就如同月球被地球锁定一样。行星将只有一面向着它的“ 太阳”,也就是红矮星。而另一面永远处于黑暗之中。因此,这个行星上将出现极端恶劣的环境,在黑夜的一面任何大气气体都将被冻住,白昼的一面却完全暴露在恒星射线的照射之下。难以想像,这样的行星环境会有生命存活,于是,红矮星几乎毫无争议地被排除在地外生命探索目标的名单外。

但是最近,又有美国科学家提出,红矮星可能更适合孕育生命。美国维拉诺瓦大学的科学家最近在美国天文学会的一次学术会议上说,他们计算了20颗红矮星的辐射,发现如果一颗行星的大气层和磁场足以散射和反射有害射线,其环境就适合生命存在。此外,尽管引力作用会逐渐使行星以固定的一面对着红矮星、另一半得不到光照,但空气流动能传递热量,使行星背阴面也温暖有如夏夜。红矮星上的核聚变很缓慢,这使它们的寿命非常长,可以保持几十亿年甚至更长久的稳定状态,这对生命发展是有利的。与之相比,太阳已经再只能支持地球生命15亿年(太阳正在以每一亿年百分之一的速度变大,变热),此后将膨胀变成红巨星,把地球烤焦并吞噬。

红矮星的意义

“因为581c的温度和相对来说的相似性,这个行星可能成为未来寻找宇宙生物的太空计划的重要目标。”参与研究的科学家泽维尔·德佛希说。不过,要揭开581c的神秘面纱,还需要全球科学家长期的努力。遥远的距离是一个问题。尽管581c行星的恒星系距地球仅20.5光年远,使得Gliese 581是距地球最近的100颗恒星中的一颗,但是它发出的光非常暗淡,不用望远镜根本无法看到它。它位于天秤座,在北半球进入半夜时,天秤座处于东南夜空中较低的位置。美国天文学会发言人史蒂夫·马兰说:“我们不清楚在人的一生中如何才能到达那些地方。”

其次,任何踏上581c行星的人都会很快变重,年龄也会飞涨,因为581c行星的“一年”只有12.9天。它的地心引力是地球的1.6倍,这样的话,一个150磅重的人会觉得自己有240磅重。

581c不会旋转,它的一侧总是处于被日光照射的状态,另一侧却黑暗无光,上述推测只是一种可能,是否准确尚不得而知。

新行星的发现,意味着Gliese 581将成为人类未来太空航行的首选目标。哈佛·史密森天体物理学中心的天文学家迪米塔·萨瑟罗夫(Dimitar Sasselov)表示:“这颗新行星距离地球仅有20光年,我们完全有能力到达。” 欧洲航天局的马尔科姆·弗里伦德博士认为,这次发现是人类搜寻宇宙生命的一个重要里程碑。它的真正意义不仅在于发现了581c本身,还表现为像地球一样的行星可能在宇宙中非常常见。

一些天文学家认为,此次发现肯定会引发对暗弱恒星周围的行星的关注。哈佛大学史密森天体物理中心的科学家蒂米塔·萨斯罗夫指出,像围绕581这样的红矮星旋转的行星可能“完全改变关于什么构成宜居星球的讨论”,地球附近大约80%的恒星都是红矮星。就在几年前,天文文学还认为红矮星周围的行星系统不可能是生命的栖居地。而在这次研究中,90%的时间也都用在观测与太阳类似的星系上,没想到在一个暗弱的红矮星身边找到了突破口。NASA宇宙生物学专家克里斯·麦凯表示,天文学家将来还会发现数十个,甚至成百个宜居星球,但581c在宇宙史上将占据第一的位置。

格雷司581(格利泽581)是天秤座里的一颗红矮星,距地20.3光年,其大小大概是太阳的三分之一。据推测该星据有4颗行星,分别是格雷司b, c, d, e。在2007年,日内瓦天文台的Stéphane Udry发现了格雷司d。2009年科学家们宣称这颗行星位于该红矮星的适居带,因为他们发现该行星上面可能有水的存在。该星被称为是“超级地球”,其质量约比地球质量大7-14倍。大至上讲,行星格雷斯 581 d上的阳光大概是地球上阳光的30%。这就意味这颗行星对于生物来说,可能有点冷了。但实际上,其大气的温室效应能够显著提高其地表温度的。并且,格雷司的 581 d行星还被列入了海洋行星最佳候选人。其表面,可能被一个深海所覆盖。

在2008年10月,人们向格雷司 581d行星发射了一个高能数字广播信号。该信号被命名为“来自地球的一则消息”,其中包含了501条来自于社交网站Bebor 的信息。这则消息最终是利用乌克兰国家宇航局的RT-70号雷达望远镜发射的。它现在正在飞向格雷斯581d行星,预计2029年上半年就能抵达该星。由于,人们已经发现该星极有可能含有水与生命,因此在因特网上掀起了一场名为“来自地球的拜访”的活动,总共收集了25,880条来自世界上195个国家的消息,并且于2009年8月28日发向了格雷司 581d星。预计消息从地球抵达格雷司 581d星需要21年。

美国天文学家最近提出,围绕红矮星运转的行星,可能很适合孕育生命。由于宇宙中大多数恒星是红矮星,地外生命存在的机会可能比人们原先认为的大得多。

红矮星是一类质量小、表面温度低、颜色发红的恒星,质量通常不足太阳的三分之一。银河系恒星中约有75%是红矮星,与太阳距离最近的恒星比邻星就是一颗红矮星。

科学家说,尽管引力作用会逐渐使行星以固定的一面对着红矮星,而另一半完全得不到光照,但空气流动能传递热量,使行星背阴面也能保持温暖。

科学家介绍说,红矮星上的核聚变很缓慢,这使它们的寿命非常长,可以保持几十亿年甚至更长久的稳定状态,这对周围行星上的生命发展是有利的。与之相比,太阳大约只能再支持地球生命50亿年,此后将膨胀变成红巨星,把地球烤焦并吞噬。

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