异想天开的科学“死亡恒星”白矮星是否支持生命的演化?

科学家们一直在探索陌生的新世界,试图发现潜在的外星生命和来自外星文明的信号。在探索可能被忽视的新恒星系统的过程中,科学家们变得越来越有创造力,甚至有点异想天开。

例如,一颗被称为白矮星的濒死恒星,一颗看似不相关的恒星,是科学家在寻找地外生命时要寻找的东西之一。一颗类日恒星消耗了所有的氢燃料,最终膨胀成一颗炽热的红巨星,留下一颗“发光的小宝石”。这颗恒星的质量和太阳差不多,但大小和地球差不多(太阳大约是地球的13万倍),它是一颗白矮星。大约四五十亿年后,我们的太阳也会变成一颗白矮星。

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美国华盛顿大学的埃里克.阿格最近指出,在太阳系外行星的研究中,白矮星不应被忽视。在适当的条件下,一颗小白矮星也可以提供足够的热量来维持其可居住区域的生命。宜居带是恒星周围的一个区域,在这个星球的表面存在液态水,生命是可能存在的。

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到目前为止,对系外行星系统的大部分研究都集中在类太阳恒星上,这类恒星相对容易探测到,因为它们体积较大或距离母恒星(也称为母恒星)较近。另一方面,白矮星由于体积小,而且不被认为包含能够支持生命存在的行星系统,因此在很大程度上被忽略了。

虽然白矮星看起来很平静,但它们实际上是一些非常剧烈的恒星死亡过程的产物。首先要指出的是,这里的暴烈无法与超新星的威力相比。事实上,变成白矮星的恒星太小,因此无法点燃超新星。但是,当一颗类太阳恒星进入红巨星阶段时,它的表面会膨胀得如此之大,最终会包裹住附近的任何行星。

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例如,当我们的太阳在40 - 50亿年后死亡时,它预计会超出地球的轨道。膨胀的太阳最终会充满地球的天空,如果那时有生命居住在那里,他们肯定会惊叹于这一奇观——但到那时,地球将被烤焦。

科学家们还预计,当太阳猛烈地抛出外层时,其巨大的质量将被抛向太空,导致剩余的行星旋转到更深的空间,远离垂死的太阳。这就是白矮星经常孤独的主要原因。白矮星可以在没有任何行星系统迹象的情况下生存数十亿年——行星要么是丢失了,要么是被毁灭了,要么是被驱赶到离恒星很远很远的地方了。

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但当恒星的死亡过程结束时,在白矮星附近会形成一个行星系统吗?还是白矮星会从另一个恒星行星系统偷走一颗经过的行星?

阿格尔认为这两种情况都有可能发生,但要让这样的轨道进入白矮星周围的宜居带,这颗类地行星需要非常靠近白矮星的轨道。

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根据阿格尔的计算,宜居带应该在0.005 - 0.02天文单位之间(1 au约为149597870.70 km,约为地球到太阳的平均距离),也就是地球到太阳距离的1/500 - 1/200。所以这个假想的类地行星会被白矮星的引力锁住:行星的一边永远是白天(被白矮星的光照亮),另一边永远是黑夜。

可居住的行星围绕白矮星运行的观点有明显的空穴,但这也是一个相当有说服力的观点。事实上,白矮星可以存在几十亿年,如果不是几十亿年,甚至比宇宙的年龄还要长。也有很多白矮星——大约5%的恒星是白矮星。2018年1月的一项研究发现,仅在离太阳最近的100个恒星系统中,就有8颗白矮星。科学家还发现许多白矮星都有尘埃盘,这可能是行星形成的迹象。

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虽然白矮星-行星系统背后的物理原理很少有人研究,但是仅仅观察白矮星的数量就可以从统计学上推测出可能有行星围绕着它们的母恒星——白矮星——在适宜居住的区域内运行。

阿格尔建议,对太阳系外行星的研究应该扩大到包括对白矮星周围世界的研究。由于白矮星密度如此之大,体积如此之小,当白矮星的行星伴侣从它面前经过时,它发出的星光可能会完全被地球遮挡。因此,找到一颗闪烁的白矮星可能是一项激动人心的发现。

另一个考虑的是,由于白矮星是长寿恒星的残余,它们可以为外星生命提供稳定、长期的能量来源。如果是这样的话,不仅有可能创造生命,而且有可能进化出外星文明。考虑到白矮星相对于宇宙的寿命,它们可以存在数十亿年,而不用担心它们的母恒星即将灭亡。

异想天开的科学“死亡恒星”白矮星是否支持生命的演化?

白矮星不像我们的太阳那样靠核聚变来维持生命,而是因为它们密度太大,所以它们受到量子压力的支持,并缓慢地从原始恒星散发热量。虽然白矮星最终会辐射出大部分剩余的热量,导致宜居带缩小,但假设白矮星附近的古代外星文明可能早就开发出了逃到另一颗恒星的技术。当然,讨论古老的外星文明比讨论假想的白矮星行星系统更具推测性,因此不太可能是真的,但至少这是一个有趣的想法。事实上,科学有时确实需要这种远见来开阔眼界。

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