數千顆圍繞太陽系外恆星運行的行星發現，使人們對在這些行星上形成生命的可能性產生了疑問，這在現代科學中具有根本性的重要意義。對於一顆行星的宜居性來說，最重要的是它是否能留住大氣層，這就要求在行星存在初期，大氣層不能完全消失。維也納大學(University of Vienna)和位於格拉茨(Graz)的OAW太空研究所(Space Research Institute of the OAW)研究人員進行的一項新研究表明，年輕恆星能夠迅速摧毀可能適合人類居住的類地行星大氣層，這對太陽系外生命形成是一個重大的額外困難。
研究結果發表在《天文學與天體物理學》上，現代科學中最活躍和最令人興奮的問題之一是，宇宙中有多少具有類似地球大氣層和表面條件的行星，因此有可能孕育生命。關於這一課題的許多研究都集中在m -矮星行星軌道上，m -矮星比太陽還要小，是我們銀河系中數量最多的恆星。大氣對太空損耗的主要驅動力是行星運行的中心恆星，恆星有很強的磁場，這些磁場導致高能x射線和紫外線輻射的發射。這些現象統稱為恆星的活動。在年輕的時候，恆星活動很高，因此會釋放出大量x射線和紫外線，隨著恆星年齡的增長，活動迅速減少。
重要的是，對於圍繞m -矮星運行的行星來說，雖然像太陽這樣的恆星活動在幾億年後會迅速減少，但m -矮星往往會在數十億年內保持高度活躍。高能輻射很重要，因為它在行星的大氣層中被高度吸收，導致氣體被加熱。對於地球來說，在上層被稱為熱層的區域，氣體被加熱到超過1000攝氏度。這是宇宙飛船如衛星和國際空間站飛行的區域。當圍繞年輕的恆星運行時，行星的熱層會被加熱到更高溫度，在極端情況下，這可能導致氣體從行星上流出。在這種情況下，大氣層消失的速度有多快，到目前為止，還沒有對具有類似地球大氣層的類地行星進行詳細研究。
維也納大學(University of Vienna)和位於格拉茨的OAW太空研究所(Space Research Institute of the OAW)的研究人員首次計算出，圍繞一顆非常活躍的年輕恆星運行的行星，會以多快的速度失去類似地球的大氣層。計算表明，大氣的水動力會發生極大損失，導致類似地球的大氣在不到100萬年的時間裡完全消失，而對於行星的演化來說，這幾乎是瞬間發生的。這些結果對地球的早期演化以及在m -矮星周圍形成類似地球大氣層的可能性具有重要意義。對地球來說，對大氣層沒有消失的最可能的解釋是：
早期大氣層主要由二氧化碳構成，二氧化碳通過向太空發射紅外線輻射來冷卻上層大氣，從而保護上層大氣不受早期太陽高活性活動的加熱。直到幾億年後，當太陽的活動減少到更低的水平時，地球大氣層才會像今天這樣變成氮氣占主導地位。更引人注目的是，這項研究的結果表明，對於繞m -矮星運行的行星來說，它們只能在恆星活動水平下降之後才會形成類似地球的大氣層和表面，而這可能要花費數十億年的時間。更有可能的是，許多圍繞m矮星運行的行星都非常薄，或者可能沒有大氣層。在這兩種情況下，在這樣的系統中形成生命的可能性似乎比之前認為的要小。
博科園-科學科普｜研究/來自: 維也納大學
參考期刊文獻:《天文學和天體物理學》
DOI: 10.1051/0004-6361/201935279
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