孪生兄弟,行星磁层和恒星耀斑的相互作用

人们自古对着太阳就有一种特殊的情感,就是又爱又恨。一方面感谢太阳提供的光和热,为我们人类带来了光明和温暖。一方面又厌恶太阳所提供的光和热,导致了土地的干旱和饥荒。在中国的古时候还有后羿射日的神话传说,在这个传说里,天空中突然有了九个太阳,最后被后羿一个一个射下来。九个太阳只是人们,对太阳造成旱灾的一种夸张,随着我们科技的发展,我们探索过宇宙后,是知道天空中是不可能出现两个一模一样的太阳的。

我们的太阳现在看上去像是过着相当寂寞的生活,但是当它出生在大约46亿年前时,却是一个拥有成千上万成员的家庭中间的孩子。所有这些兄弟姐妹现在都已经离散并遍布整个银河系,因此很难识别它们。但现在葡萄牙的天文学家发现了一个与太阳完全相同的“双胞胎”,这意味着它是一个寻找外星生命的好地方。

自从我们人类开始放眼外太空,开始探索宇宙,人们就一直对外星文明是否存在这个问题一直耿耿于怀,虽然一直以来都没有找到外星文明的存在的直接证据,但是大部分的人依旧坚信外太空是有外星文明的存在的,毕竟宇宙实在是太大了,这个宇宙单单是星系就数万亿个,更别说恒星以及行星的数量了。

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作者:文/虞子期恒星耀斑在很大程度上限制了一颗行星的可居住性为什么人类已经发现了数千颗系外行星,但依然没有搜寻到地外生命的信息?正如大家所知,根据恒星的光谱分类来看,我们的太阳是一颗G型主序星。并且,当我们的太阳处于活跃时期的时候,也会像其他M型恒星一样出现较大幅度的活动起伏。尤其是当它们出现超级恒星耀斑爆发活动时,甚至还会对围绕其运行的行星、以及该行星上可能诞生的生命带来不可逆性伤害。但是,即便大家熟悉的太阳也不过是宇宙中再普通不过的一个恒星存在体,但此类恒星会在其生命周期的现阶段表现得相对更稳定。

但是在宇宙中,一切都是那么的有可能的。根据我们科学家观察研究,他们在宇宙中发现了我们太阳的“同卵双胞胎”兄弟,就在184光年外,可能外星生命也存在。那这个太阳,是不是后羿射走的那些太阳中的其中一个呢?我们一起来看看。

几十年来,人们一直在寻找太阳的兄弟姐妹。在20世纪80年代,人们假设我们的恒星有一个名叫“复仇女神”的“邪恶双胞胎”,并认为它对于彗星撞击令地球上的物种大毁灭有关联。

然而就在最近,葡萄牙天文学家发现了一个与太阳完全一样的天体,可以说是太阳的“双胞胎”,这是一个令人兴奋的消息,因为这样的话,将会意味着宇宙中存在着第二个太阳系,这样的话,将会有可能出现“第二个地球”,而且第二地球极有可能已经和我们一样有了自己的文明。

大家都知道,太阳耀斑是重要的太阳活动现象之一。这种主要集中在太阳局部大气中的剧烈爆发,能在极短时间内释放出超大能量。而这个爆发的过程,更会导致其向外部空间中发射强烈的电磁辐射。而在我们太阳系之外普遍存在的M型恒星红矮星,其耀斑的威力则比我们熟悉的太阳还要强,这在很大程度上限制了一颗行星的宜居性。大约每隔2000到3000年的时间,太阳便会发出10 35 erg左右的强光耀斑。而那些比太阳年轻、且拥有更快旋转速度的M型恒星,其耀斑的发射频率则是太阳耀斑基础上的100倍左右,这也是该类恒星为什么会被称为耀斑恒星的根本原因。而且,目前人类所发现的大多数系外行星,其围绕运行的母恒星大部分都是这样的红矮星,这同时也意味着它们的可居住性可能会比目前预估的情况更不乐观。

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虽然多年面向天空的调查没有出现复仇女神的痕迹,但有大量证据表明我们的太阳远非独生子女。找到这些失散多年的兄弟姐妹可以让我们深入了解恒星的诞生,以及寻找整个宇宙生命的可能性。

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澳门凯旋门在线注册,表面温度太高的红矮星看上去是橙色的行星磁层和恒星耀斑之间存在着怎样的相互作用不管是站在研究系外行星的层面,还是发现外星生命这个立场,科学家们对恒星活动和行星磁层间相互作用的研究都是至关重要。因为,所有行星都会遭受来自母恒星的辐射,其中包括、但不局限于恒星耀斑。对于没有磁层保护的行星而言,它的大气层就将在受到侵蚀之后发生光化学变化,而X射线和非热辐射则会共同将整颗行星包围起来。

虽然是太阳的“同卵双胞胎”兄弟,但是隔得却很远,离我们地球大概有个184光年,它被我们称作HD 186302。因为和我们的太阳有着几乎完全一样的地方,所以才有着“双胞胎”的外号。根据科学家的描述,在我们的宇宙里,恒星的诞生都是来自于一个叫“恒星苗圃”的地方。这个地方有着巨型的气体和尘埃云,在一些观点看来,我们的太阳系也是在里面形成的。

“由于没有太多关于太阳过去的信息,研究这些恒星可以帮助我们了解星系的位置以及太阳形成的条件,”该研究的首席研究员Vardan Adibekyan说。

最近几十年以来,人们不仅仅是在寻找第二地球,同时也在寻找第二太阳的存在,而这的目的是一样的,只是搜寻的范围和切入点不一样而已。在二十世纪八十年代的时候科学家们就假设过这样的一个天体的存在,这是寻找地外生命的一个前提假设,人们还将假设天体命名为“复仇女王”,因为科学家们认为该恒星与远古时期地球上的物种大灭绝有关系。

正爆发强烈恒星耀斑的红矮星向围绕其运行的行星喷发了大量辐射反之,对于拥有磁层这个保护屏障的星球而言,不仅可以避免受到恒星耀斑的影响,更能让星球自身的大气层不被破坏。之所以我们能够推测恒星耀斑对系外行星的影响,这主要得益于人类已经对地球磁层和太阳耀斑之间的作用模式有了深入了解。而在对系外行星遭受耀斑辐射的影响中,我们最为关注的一方面便是其对生命产生的直接影响。大家都知道,来自恒星的辐射极具伤害性,并深刻地影响着一颗星球的可居住性。事实上,恒星耀斑对一个星球的辐射程度,同时取决于两个重要因素,它们分别是该星球的大气层深度和磁场强弱。如果这是一颗没有足够强大磁场和大气层深度的行星,当其突然遭遇恒星耀斑所带来的电离辐射时,便很可能会导致生物的现有栖息地变得不再宜居,甚至进一步导致生物的整体消亡。

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为了在银河系中无数其他恒星中找到太阳兄弟姐妹,研究人员筛选了AMBRE,这是一个庞大的数千个附近恒星光谱数据库。这些数据可以让天文学家了解到这些恒星的化学成分和年龄,然后团队可以用盖亚调查中的运动数据对它们进行交叉检查,找到那些与太阳最匹配的数据。

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几乎没有磁层保护的金星持续地流失了星球上的大量水资源并且,即便是一些能量相同的恒星,只要它们的光谱类型不同,那么其耀斑的可变性都存在五个不同的数量级。而在大气深度这个方面,同样也存在着类似的影响情况,大气深度每增加一个数量级别,便可以让星球受到的辐射量大幅减少3个数量级。虽然,磁场并不能在减少有害辐射这个方面表现得比大气层更突出,但它的存在却对行星大气层的维持具有决定性作用。

在这个“恒星苗圃”有着非常多的恒星诞生,这些恒星诞生后就去入到了银河系的各个地方。但是在这个宇宙中,有很多的恒星在形成时,都会有自己的“同卵双胞胎”兄弟。所以这个HD 186302星球,在我们的观测下,它和太阳的相似程度高达百分之八十五。在我们以前的认知中,以外太阳是只有一个的,但是从现在看来,可能还有多个。而且随着进一步的研究发现,很大多数的恒星都有自己的“双胞胎”兄弟。

从AMBRE中分类的最初17000颗星中,该团队挑选出了具有最类似太阳金属水平的55颗星。接下来,他们研究了某些元素的化学丰度,并将列表缩小到12个候选者。然后将其缩小到最接近太阳的四个年龄,并且在测量碳同位素比率后,团队只得到一个结果。

在随后的的几十年的时间里,科学家们一直在寻找假设中的“复仇女王”,虽然没有直接的发现证明该星球的存在,但是通过对宇宙的其他方面的研究表明,地球文明并不是宇宙唯一的文明,宇宙中第二地球或是第二太阳是存在的,只是需要花更多的时间去寻找,而且第二地球以及第二太阳的存在绝对不仅仅是只有两个,而是更多个。

被行星磁场保护的大气层可对来自恒星耀斑的辐射起到有效屏蔽从地球到系外行星-一颗星球的可居住性离不开磁层的庇护毫无疑问,地球上现存的所有生命都是足够幸运的。因为,我们不仅拥有地球这颗适合生命繁衍生息的承载体,同时还被正处于稳定状态的G型主序星太阳的阳光照拂。人类从数百万年前的古猿,进化到已知宇宙中的唯一智慧生命,相信与生俱来的好奇欲便是最大的源动力之一。然而,并不是每一颗围绕恒星运行的行星都能如此走运,不管是在我们自己所在的太阳系,还是太阳系之外的其他行星世界。我们总是将水这一种物质称为生命之源,但你知道为什么我们的地球上可以存在如此多的流动液态水体吗?事实上,只有位于可居住在区域中的星体才会具有这样的星体特征。

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这颗恒星名为HD 186302,它不仅仅是一个太阳家族成员,而且还是太阳双胞胎,在质量,年龄,金属度,化学丰度和碳同位素比方面几乎。它是一颗G3型主序星,距地球约184光年。这不是第一个被确定的直接与太阳有关的成员

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地球原磁场的磁力线被太阳活动压缩到了有限空间范围之内而行星的宜居性,同时又跟其围绕运行的母恒星太阳的极端事件,以及星球所接收到的辐射量有很大关联。比如,当我们的地球磁场遭遇太阳风的袭击时,便形成了一个等离子体区域,科学家们将其称为磁层。正是因为有了它的存在,才让地球上的生命免受太阳风的致命伤害。

根据最新的研究表明,这个“第二太阳”是一个G型主序星,和太阳有着大致相同的表面温度和光度,年龄也相差不大。而之前也发现过一个太阳的“兄弟”星球,叫HD162826,只不过是F型的主序星。相对来看,新发现的这个G型的“兄弟”,各方面的表现都要比之前的这个F型的“兄弟”要好。

  • 此前这个称号早已归属于HD 162826 - 但新发现的那一颗却是有史以来最接近的。

在科学家看来,由于人们对于太阳的研究并不多,对于与太阳有关的知识匮乏,而通过对于宇宙之外的类似太阳的天体进行研究,将会有助于人们加深对太阳的了解,能够使人们了解包括形成在内的与太阳有关的一切,负责寻找第二太阳的项目的首席研究员Vardan Adibekyan认为寻找第二太阳是十分有必要的。

不同类型恒星的可居住性范围划分有所不同当我们在对系外行星的可居住性进行研究的时候,首先需要通过实际观测数据对其大气压力设定合理属性。而那些具有适宜温度、可让星球表面水以液态形态存在的行星,便会被视为位于适合居住的范围之内。虽然,根据开普勒的研究数据来看,围绕着类太阳恒星运行的、位于可居住范围之内的像地球一般大小的行星,宇宙中至少应该存在着400亿颗以上。但迄今为止,科学家们通过现有的探测技术只发现了大约四千多颗系外行星。而且,它们之中也只有极小的一部分行星,是位于恒星的可居住范围之内。在这四千多颗系外行星中,大约有17颗行星处于恒星的保守可居住区域,以及30颗左右位于乐观可居住区域的行星。而后者涉及的距离范围比前者更广,但可能性也相对降低了。

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如果HD 186302几乎与太阳相同,它就会引发生命是否也在该系统中发展的问题。目前我们还不知道那颗恒星是否拥有任何行星,但该团队计划在未来开始寻找。因为在当他们是我们的邻居时,生命的基石可能已经扩散到这些行星或小行星,如果条件像他们在这里一样有利,生命就会出现。

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一颗系外行星围绕着具有活跃恒星耀斑的红矮星运行然而,即便是位于所谓的可居住性范围之内的这极少一部分行星。倘若该星球本身缺乏能够免受恒星耀斑影响的强大磁层,那么,这将意味着其真实的可居住性存疑。因为,不管是即将诞生的生命,还是依然存在于星球上的生命,一旦这颗行星上没有了磁层的保护,便意味恒星耀斑所带来的辐射可以在消失之前就终结这些生命的存在。仅仅是在我们所在的银河系之中,便普遍性的存在着拥有更强恒星耀斑的红矮星,并且,我们也在它们的周围找到了不少系外行星。但是,由于此类恒星本身的能量消耗量小,所以其可居住区域中行星和母恒星之间的距离较近。这将导致我们以为拥有可居住性的行星数量大幅减少,因为它们不见得拥有足够强大的行星磁场和大气层。简而言之,磁层给予生命的馈赠,并不是那些被我们赋予浪漫气息的极光,而是生命本身。

随着这颗星球的发现,也侧面说明了在个星球的星系内,可能会有着像地球一样的,存在于它的宜居带上的星球。说不定也会有外星生命的存在,相信以后我们突破了空间距离上的限制后,就能去那里找到我们地球的“双胞胎”兄弟。

但是,寻找第二太阳是一个非常不容易的事情,首先就需要从附近的上千个恒星数据库中筛选出最可靠的数据,之后科学家会从筛选出来的数据中进行分析,从而推断出第二太阳的成分以及年龄等等,作为研究我们太阳的一个主要的参考。

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最后科学家找到了一颗名为HD186302的星球,这个星球是所有的目标星球中最接近太阳的一个星球,不管是成分还是年龄等等方面都是跟地球几乎一样。这是一个非常重大的发现。科学家表示,如此高的相似度,就意味着将会有另外一个太阳系的存在,而且还会有第二个地球的存在,甚至已经形成了一个属于他们自己的文明。

笔者:阿君

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