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在距離地球只有8.6光年的天狼星附近,有沒有可能存在著生命?

2024-07-23科學

導語

國外天文學家又在天狼星這顆距離地球最近的恒星附近所找到的一顆或許和地球一樣適合生命存在的行星,可以說在宇宙中的星系中,能夠支持生命存在的行星是非常難尋找的。

不僅需要恒星有著恰當的光度和溫度,還需要行星的氣候宜人,形成穩定的大氣圈,不至於因為溫差太大導致大氣全部流失,而科學家們將這種行星叫做宜居行星。

那麽如今距離我們最近的星系——天狼星系包含著兩顆星,那麽在這兩顆星中,有沒有可能存在地球一樣適宜生命的行星呢?

宜居帶。

科學家們並沒有姑息其事,而是在過去一段時間內透過哈勃望遠鏡觀測到天狼星的組成,天狼星A是主序星,並且擁有「宜居帶」,而天狼星B則是一顆白矮星。

「宜居帶」是自從科學家們發現太陽系中火星,金星溫差太大不能支撐生命之後,將地球和火星之間的帶狀地帶稱為「宜居帶」。

在這個帶狀地帶中,距離恒星太陽最近的水星所形成的大氣圈並不如地球那樣完整,大氣圈中缺少適合生命生長所需含氧成分的同時,它的表面溫度也是最高的。

恰好相反距離太陽最遠的海王星,其冰凍的表面和大氣圈中含氣體相對而言它的表面溫度卻是最為低的,大氣還非常稀薄,更不適宜生命的存在。

而地球與海王星之間地帶內恰好就是人類居住的地方,氣候溫度宜人,這正是科學家們所將宜居生命居住的地帶稱之為「宜居帶」的原因。

宜居帶不僅可以適宜地球生命的存在,同時其也可以適生宜居行星的生命,而且只要一顆行星距離其恒星的距離是適宜的,因為一顆完整的大氣圈就可以適宜生命的存在。

大氣圈中適宜生命生存的溫度應該是在0-100攝氏度之間,且需要大氣中含有一定的二氧化碳和水氣,才能夠維持地球上生命的存在。

在科學家們的研究中認為,一顆行星的宜居帶應該是它到恒星的距離的0.5倍,即1-2.5個天文單位的範圍。

但對於太陽系來說,這種說法並不是十分準確,因為在太陽系中火星位於1.5AU的距離,其表面的溫度並不能夠適宜地球生物的存在。

所以在太陽系中,地球所位於的距離——1AU應該是它的宜居帶,而太陽系中還存在其他太陽系的宜居帶,比如木星的「衛星帶」。

這也是因為木星的質素比地球大,物質構成更為復雜,其中包含著各種各樣的氣體物質,同時它的衛星中也有液態水存在,因此也有可能存在適宜的生命生存的環境。

而太陽系中的這些宜居帶只有適宜地球生物的存在,也只有在地球上發現了大範圍的生命存在,科學家們才會將宜居帶稱之為「宜居行星」。

距離只有8.6光年,天狼星系又是什麽組成的?

天狼星系由兩顆星A、B組成,A星是主序星,被分為A1、A2、A3三顆星,而B星則是一顆白矮星,在2017年葛利帕爾對天狼星進行了詳細的分類,最終得到了天狼星A2和天狼星B的組成。

天狼星A2的種類則是F6,它的光度約是太陽的1.4倍,而B星則是一顆非常特殊的星,它是一顆白矮星,其光度僅比太陽低千分之一,熾熱的溫度高達5-6萬攝氏度,這是在它被一個光譜分析的事實證明的。

它這麽高的溫度可能是因為它是在2005年印度天文學家透過對天狼星進行觀測所得到的,同時它的最大光度約為0.003倍太陽的光度,比太陽要亮很多。

白矮星是一種非常特殊的天體,他們是一顆主序星耗盡燃料後爆炸所形成的,但因為這種天體會變得非常小,體積很小,而質素卻是非常大的,這樣一顆質素非常大的東西受到的壓力即會變的巨大。

因此白矮星內部的壓力非常大,同時白矮星的密度也非常的大,很輕的時候都是人類一平方厘米就能將白矮星的重量壓倒,非常巨大。

但盡管天空中有這麽多白矮星,科學家們還是很難直接觀測到它們,因為白矮星體積非常小,它們的光度也很小,即使它們真的很亮,人類也可能無法直接觀察到。

而地球上的許多白矮星都是透過光譜儀來觀測到,人們會將白矮星的發射光譜和吸收光譜進行比對,得出白矮星的成分。

其中白矮星主要由氫、氦組成,因為主序星開始燃燒氫元素,當它的氫燃料用盡的時候,它內部的受力會失衡,最終會發生爆炸,而白矮星的內部沒有燃盡氦元素。

在這裏也可以看出,白矮星內部原本需要平衡的力量受打擊變小,內部受力變小,最終白矮星也會最終徹底消失。

因此白矮星也沒有什麽充足的動力到達下一個或者說第二個演化階段,由於白矮星無法繼續靠核聚變產生能量,消耗的能量來自於內部的熱量,最終會變成能量的一種形式進行釋放。

由於白矮星的尺寸較小,氫氣很容易逸散,因此白矮星在形成之後將不斷釋放熱量,逐漸冷卻,最終會成為一個氣冷的宿屍星。

白矮星的光度會逐漸減小,在形成白矮星開始只有10萬年,但等到100億年的時候,它的光度將會減小到太陽的幾百分之一。

也就是說目前白矮星的理論壽命是100萬億年,因此我們需要向它靠近,同時它的內容也會隨著時間慢慢的改變。

天狼星A的宜居帶。

天狼星A和B組成了雙星系統,在宇宙中雙星系統是非常常見的,它們既可以是太陽——行星的組成也可以是雙星組成。

而白矮星會透過光變學的方法觀測到,這也就是說它的光度在觀測過程中會出現周期性的變化,圖形化最終可以得出它的周期性狀態。

而在雙星系統中,行星的軌域是非常不穩定的,因為被兩個恒星的重力拉扯著,而白矮星則是透過光變學的方法發現的。

但在科學家們的研究中認為在雙星系統中存在被這兩顆恒星的重力拉扯的「宜居帶」,而在天狼星A中宜居帶被認為就是距離這顆恒星5天文單位的範圍內。

也就是說在天狼星A附近有著宜居的條件,當然人們仍然需要先尋找到宜居的行星,而在天狼星B附近的宜居帶是距離這顆恒星20天文單位的範圍,也就是說其附近20天文單位內不可能生存生命。

這也是因為天狼星B是一顆白矮星,而且天狼星B還經歷了紅巨星階段,其光度非常高,如果太陽處於紅巨星的階段,那麽地球就無法存在生命,甚至有可能被太陽吞噬。

因此在天狼星系中,宜居的行星也只有天狼星A為宜居的可能。

結語

天狼星A和B的雙星系統為尋找宜居行星帶來了挑戰,同時也提示了我們在尋找生命的過程中需要考慮恒星系統的復雜性。

白矮星對周圍宜居帶的影響也揭示了恒星演化過程對生命存在的影響,因此我們需要關註不同恒星類別對生命的不同影響。

在宇宙中的恒星類別非常的多,我們還有很多的機會去尋找其他更適宜生命的地方,我們應該不斷的前行。