数千颗围绕太阳系外恒星运行的行星发现，使人们对在这些行星上形成生命的可能性产生了疑问，这在现代科学中具有根本性的重要意义。对于一颗行星的宜居性来说，最重要的是它是否能留住大气层，这就要求在行星存在初期，大气层不能完全消失。维也纳大学(University of Vienna)和位于格拉茨(Graz)的OAW太空研究所(Space Research Institute of the OAW)研究人员进行的一项新研究表明，年轻恒星能够迅速摧毁可能适合人类居住的类地行星大气层，这对太阳系外生命形成是一个重大的额外困难。
研究结果发表在《天文学与天体物理学》上，现代科学中最活跃和最令人兴奋的问题之一是，宇宙中有多少具有类似地球大气层和表面条件的行星，因此有可能孕育生命。关于这一课题的许多研究都集中在m -矮星行星轨道上，m -矮星比太阳还要小，是我们银河系中数量最多的恒星。大气对太空损耗的主要驱动力是行星运行的中心恒星，恒星有很强的磁场，这些磁场导致高能x射线和紫外线辐射的发射。这些现象统称为恒星的活动。在年轻的时候，恒星活动很高，因此会释放出大量x射线和紫外线，随着恒星年龄的增长，活动迅速减少。
重要的是，对于围绕m -矮星运行的行星来说，虽然像太阳这样的恒星活动在几亿年后会迅速减少，但m -矮星往往会在数十亿年内保持高度活跃。高能辐射很重要，因为它在行星的大气层中被高度吸收，导致气体被加热。对于地球来说，在上层被称为热层的区域，气体被加热到超过1000摄氏度。这是宇宙飞船如卫星和国际空间站飞行的区域。当围绕年轻的恒星运行时，行星的热层会被加热到更高温度，在极端情况下，这可能导致气体从行星上流出。在这种情况下，大气层消失的速度有多快，到目前为止，还没有对具有类似地球大气层的类地行星进行详细研究。
维也纳大学(University of Vienna)和位于格拉茨的OAW太空研究所(Space Research Institute of the OAW)的研究人员首次计算出，围绕一颗非常活跃的年轻恒星运行的行星，会以多快的速度失去类似地球的大气层。计算表明，大气的水动力会发生极大损失，导致类似地球的大气在不到100万年的时间里完全消失，而对于行星的演化来说，这几乎是瞬间发生的。这些结果对地球的早期演化以及在m -矮星周围形成类似地球大气层的可能性具有重要意义。对地球来说，对大气层没有消失的最可能的解释是：
早期大气层主要由二氧化碳构成，二氧化碳通过向太空发射红外线辐射来冷却上层大气，从而保护上层大气不受早期太阳高活性活动的加热。直到几亿年后，当太阳的活动减少到更低的水平时，地球大气层才会像今天这样变成氮气占主导地位。更引人注目的是，这项研究的结果表明，对于绕m -矮星运行的行星来说，它们只能在恒星活动水平下降之后才会形成类似地球的大气层和表面，而这可能要花费数十亿年的时间。更有可能的是，许多围绕m矮星运行的行星都非常薄，或者可能没有大气层。在这两种情况下，在这样的系统中形成生命的可能性似乎比之前认为的要小。
博科园-科学科普｜研究/来自: 维也纳大学
参考期刊文献:《天文学和天体物理学》
DOI: 10.1051/0004-6361/201935279
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