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在距离地球只有8.6光年的天狼星附近,有没有可能存在着生命?

2024-07-23科学

导语

国外天文学家又在天狼星这颗距离地球最近的恒星附近所找到的一颗或许和地球一样适合生命存在的行星,可以说在宇宙中的星系中,能够支持生命存在的行星是非常难寻找的。

不仅需要恒星有着恰当的光度和温度,还需要行星的气候宜人,形成稳定的大气圈,不至于因为温差太大导致大气全部流失,而科学家们将这种行星叫做宜居行星。

那么如今距离我们最近的星系——天狼星系包含着两颗星,那么在这两颗星中,有没有可能存在地球一样适宜生命的行星呢?

宜居带。

科学家们并没有姑息其事,而是在过去一段时间内通过哈勃望远镜观测到天狼星的组成,天狼星A是主序星,并且拥有「宜居带」,而天狼星B则是一颗白矮星。

「宜居带」是自从科学家们发现太阳系中火星,金星温差太大不能支撑生命之后,将地球和火星之间的带状地带称为「宜居带」。

在这个带状地带中,距离恒星太阳最近的水星所形成的大气圈并不如地球那样完整,大气圈中缺少适合生命生长所需含氧成分的同时,它的表面温度也是最高的。

恰好相反距离太阳最远的海王星,其冰冻的表面和大气圈中含气体相对而言它的表面温度却是最为低的,大气还非常稀薄,更不适宜生命的存在。

而地球与海王星之间地带内恰好就是人类居住的地方,气候温度宜人,这正是科学家们所将宜居生命居住的地带称之为「宜居带」的原因。

宜居带不仅可以适宜地球生命的存在,同时其也可以适生宜居行星的生命,而且只要一颗行星距离其恒星的距离是适宜的,因为一颗完整的大气圈就可以适宜生命的存在。

大气圈中适宜生命生存的温度应该是在0-100摄氏度之间,且需要大气中含有一定的二氧化碳和水气,才能够维持地球上生命的存在。

在科学家们的研究中认为,一颗行星的宜居带应该是它到恒星的距离的0.5倍,即1-2.5个天文单位的范围。

但对于太阳系来说,这种说法并不是十分准确,因为在太阳系中火星位于1.5AU的距离,其表面的温度并不能够适宜地球生物的存在。

所以在太阳系中,地球所位于的距离——1AU应该是它的宜居带,而太阳系中还存在其他太阳系的宜居带,比如木星的「卫星带」。

这也是因为木星的质量比地球大,物质构成更为复杂,其中包含着各种各样的气体物质,同时它的卫星中也有液态水存在,因此也有可能存在适宜的生命生存的环境。

而太阳系中的这些宜居带只有适宜地球生物的存在,也只有在地球上发现了大范围的生命存在,科学家们才会将宜居带称之为「宜居行星」。

距离只有8.6光年,天狼星系又是什么组成的?

天狼星系由两颗星A、B组成,A星是主序星,被分为A1、A2、A3三颗星,而B星则是一颗白矮星,在2017年葛利帕尔对天狼星进行了详细的分类,最终得到了天狼星A2和天狼星B的组成。

天狼星A2的种类则是F6,它的光度约是太阳的1.4倍,而B星则是一颗非常特殊的星,它是一颗白矮星,其光度仅比太阳低千分之一,炽热的温度高达5-6万摄氏度,这是在它被一个光谱分析的事实证明的。

它这么高的温度可能是因为它是在2005年印度天文学家通过对天狼星进行观测所得到的,同时它的最大光度约为0.003倍太阳的光度,比太阳要亮很多。

白矮星是一种非常特殊的天体,他们是一颗主序星耗尽燃料后爆炸所形成的,但因为这种天体会变得非常小,体积很小,而质量却是非常大的,这样一颗质量非常大的东西受到的压力即会变的巨大。

因此白矮星内部的压力非常大,同时白矮星的密度也非常的大,很轻的时候都是人类一平方厘米就能将白矮星的重量压倒,非常巨大。

但尽管天空中有这么多白矮星,科学家们还是很难直接观测到它们,因为白矮星体积非常小,它们的光度也很小,即使它们真的很亮,人类也可能无法直接观察到。

而地球上的许多白矮星都是通过光谱仪来观测到,人们会将白矮星的发射光谱和吸收光谱进行比对,得出白矮星的成分。

其中白矮星主要由氢、氦组成,因为主序星开始燃烧氢元素,当它的氢燃料用尽的时候,它内部的受力会失衡,最终会发生爆炸,而白矮星的内部没有燃尽氦元素。

在这里也可以看出,白矮星内部原本需要平衡的力量受打击变小,内部受力变小,最终白矮星也会最终彻底消失。

因此白矮星也没有什么充足的动力到达下一个或者说第二个演化阶段,由于白矮星无法继续靠核聚变产生能量,消耗的能量来自于内部的热量,最终会变成能量的一种形式进行释放。

由于白矮星的尺寸较小,氢气很容易逸散,因此白矮星在形成之后将不断释放热量,逐渐冷却,最终会成为一个气冷的宿尸星。

白矮星的光度会逐渐减小,在形成白矮星开始只有10万年,但等到100亿年的时候,它的光度将会减小到太阳的几百分之一。

也就是说目前白矮星的理论寿命是100万亿年,因此我们需要向它靠近,同时它的属性也会随着时间慢慢的改变。

天狼星A的宜居带。

天狼星A和B组成了双星系统,在宇宙中双星系统是非常常见的,它们既可以是太阳——行星的组成也可以是双星组成。

而白矮星会通过光变学的方法观测到,这也就是说它的光度在观测过程中会出现周期性的变化,图形化最终可以得出它的周期性状态。

而在双星系统中,行星的轨道是非常不稳定的,因为被两个恒星的引力拉扯着,而白矮星则是通过光变学的方法发现的。

但在科学家们的研究中认为在双星系统中存在被这两颗恒星的引力拉扯的「宜居带」,而在天狼星A中宜居带被认为就是距离这颗恒星5天文单位的范围内。

也就是说在天狼星A附近有着宜居的条件,当然人们仍然需要先寻找到宜居的行星,而在天狼星B附近的宜居带是距离这颗恒星20天文单位的范围,也就是说其附近20天文单位内不可能生存生命。

这也是因为天狼星B是一颗白矮星,而且天狼星B还经历了红巨星阶段,其光度非常高,如果太阳处于红巨星的阶段,那么地球就无法存在生命,甚至有可能被太阳吞噬。

因此在天狼星系中,宜居的行星也只有天狼星A为宜居的可能。

结语

天狼星A和B的双星系统为寻找宜居行星带来了挑战,同时也提示了我们在寻找生命的过程中需要考虑恒星系统的复杂性。

白矮星对周围宜居带的影响也揭示了恒星演化过程对生命存在的影响,因此我们需要关注不同恒星类型对生命的不同影响。

在宇宙中的恒星类型非常的多,我们还有很多的机会去寻找其他更适宜生命的地方,我们应该不断的前行。