科學家發現“僵屍恒星”周圍或存在外星文明

2012/8/22   (11333)   原稿來源: http://big5.xinhuanet.com/gate

　　據國外媒體報道，當低質量恒星接近生命尾聲時會演化成白矮星，科學家們認為白矮星發出的光恰好可用于維持宇宙生命的生存，其周圍的可居住區將變得宇宙生命的溫床，這個發現可能會使得具有潛在生命的行星比我們想象得更為普遍。目前許多係外行星探索任務中都以尋找岩質行星信號為主，並且傾向于圍繞類似太陽這樣的G型主序星，這樣的行星更符合具備外星生命並能演化至高級文明條件。



　　相比較之下，白矮星似乎不太可能成為宇宙生命主要的誕生地，作為低質量恒星演化的結果使得白矮星在結束氫和氦的核反應後膨脹成一顆紅巨星，此時紅巨星並沒有足夠的質量支持反應繼續進行，于是外層氣體層逐漸被剝離而僅剩下了核心物質，這就是白矮星。由于白矮星依靠電子簡並壓力進行支撐，其具有極端的高密度，而體積並不比地球大多少。



　盡管如此，科學家們仍然認為這些“僵屍恒星”周圍可維持宇宙生命可居住區，滿足液態水存在于行星表面，由于白矮星形成時具有極高的溫度，其本身卻沒有能量來源，因此可以不斷向外輻射熱量，研究人員認為維持液體水溫度的過程可達到80億年之久，而我們的太陽係只有45億年左右，如果讓白矮星將熱量全部釋放變得寒冷的黑矮星，那麼這個時間可能比宇宙的年齡還長，因此白矮星周圍的軌道環境應該有足夠的時間來誕生宇宙生命，並演化成高級文明。

　　在最新一項的研究中發現，位于白矮星周圍可居住區軌道上的行星可獲得合適波長的光，可以維持光合作用的進行。至關重要的是，白矮星周圍並不是出現太多有害的紫外線輻射，其能量輻射方式與太陽存在不同之處，而紫外線卻可以殺死行星上暴露出來的生命。



　　根據英國公開大學研究人員盧卡福薩蒂（Luca Fossati）和他的同事們通過一項模擬實驗發現白矮星周圍軌道環境可支持生命的存在。通過假設軌道上具有一顆類似于地球這樣有大氣層的行星存在，並模擬白矮星的各種條件，計算出源于白矮星的光達到行星表面時的能量值，尤其是紫外線波段這種損害DNA並可殺死生命的光線，他們發現紫外波段的光線抵達行星時只有地球上生命接受紫外線的1.65倍，從劑量的角度看，是非常接近地球環境的。



　　眾所周知光的波長在光合作用中扮演著重要作用，研究小組發現這些物理環境與地球上幾乎完全相同，此外，宇宙中的紅矮星也被認為是可能具有外星生命的地方，這是一種被稱為M型主序星的恒星，在銀河係較為常見，雖然其數量多而且核聚變反應進程較慢，具有很長的全壽命，但此類恒星周圍行星世界接受到的各種有害射線明顯比白矮星要來得多，而且與地球輻射環境相比則遜色不少。白矮星除了較少輻射外，其優點是非常穩定可以為宇宙生命提供一個長久的演化場所。



　　來自英國萊特大學的研究人員簡‧法瑞希（Jay Farihi）認為對研究小組對白矮星周圍軌道環境的評價是一個非常好的理由駁回此前對此類恒星係統中關于生命存在的研究，但是該理論也存在一個無法逃避的問題，即便存在一顆與地球非常類似的行星存在，那麼這顆行星能否維持其正確的軌道呢。在我們太陽係未來演化過程中，太陽將逐漸變成一顆紅巨星，大約在五十億年之後，天文學家認為膨脹的紅巨星體積將變得非常巨大，足以吞沒火星軌道以內的內側行星，而要演化成白矮星則需要外層大氣分離，體積才能縮小到僅剩物質，因此白矮星誕生過程中周圍的軌道環境將出現一次浩劫。



　　從目前天體觀測的結果上看，在白矮星周圍似乎多數出現了行星狀遺留物質，並沒有發現完整的星球位于其周圍的軌道上，研究人員盧卡福薩蒂認為這個問題顯得非常棘手，在從紅巨星演化成白矮星的進程中，我們還不知道內側軌道上能否有行星可以幸存下來。因此，科學家認為一旦發現了這樣的行星係統的存在，將對其進行光譜研究，可以從中了解到更多關于這個世界的信息，其中一項新的係外行星探測技術方法可以顯示從白矮星發出的光線經過行星大氣反射後被我們接收到，進一步的分析可以發現這顆行星是否具有雲層、陸地以及海洋等情況，就像我們從太空中看地球，可以明顯區分這顆“藍色大理石”星球的外貌組成。

　　根據東京都立大學的研究人員肇川原(Hajime Kawahara)和東京大學由香藤井（Yuka Fujii）從美國國家航空航天局TERRA對地觀測衛星的數據推算出了地球反射太陽光年度變化的情況，由此創建了2D模型圖來對比不同行星表面特徵，並與假設中存在于白矮星周圍的行星進行比較。通過這項研究我們可以篩選出真正適合生命存在的係外行星，也可發現各種各樣的宇宙生命棲息場所。這項研究結果已經刊登在《天體物理學》期刊上。



　　東京都立大學研究人員肇川原認為起初我們觀察白矮星周圍軌道環境模型時只看到岩質行星就如同一個蒼白的藍點，隨著時間的推移，我們在檢索圖像時逐漸看到類似地球這樣的“藍色大理石”行星，存在陸地、海洋以及大氣等，該方法也可以用于尋找遙遠的星球上是否存在植物生長。

　　由于地球上綠色植物葉綠色可選擇性地吸收特定波段的太陽光，而對其他波段的光線則可以將其反射，于是我們在光譜上就可以發現一種被稱為“紅邊”的現象，譜線在葉葉綠素吸收波段出現較大幅度的變化，這樣就是推測遙遠行星上是否存在綠色植物。雖然當前的望遠鏡觀測能力還無法區分這些微弱的反射光線，強烈的恒星光線將行星反射光線幾乎淹沒了，但一項先進大氣臭氧望遠鏡（O3）將採用此技術，這臺中等規模的望遠鏡可發現類似地球這樣行星的大氣臭氧是否存在。