【博科园-科学科普】一项新的研究表明，附近的外星行星比邻星（Proxima b）可能在很久以前就失去了支持生命的能力。
研究发现如果地球已经形成了近a b轨道——相当接近红矮星——我们星球的大气层很可能很快就被强烈的恒星辐射所剥夺。
哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家杰里米·德雷克在一份声明中说：如果一颗系外行星保持在它的大气层中，事情就会变得有趣起来，但比邻星b的大气损失率如此之高，以至于适居性是难以置信的。这是围绕着这些红矮星周围行星的可居住性问题。
外星星球比邻星b的表面概念图。图片版权：M. Kornmesser/ESO
剥离的大气
比邻星(Proxima b)环绕着红矮星比邻星(Proxima Centauri)，距离太阳只有4.2光年。地球大小的太阳系外行星每11个地球日就完成一次绕其主恒星一周的活动。但是由于比邻星比太阳暗得多，这种紧密的轨道将Proxima b置于可居住区域内——在这个区域，液态水可以存在于行星的表面。
然而这种接近也使地球处于危险之中。红矮星往往很活跃，特别是在它们的青年中。带电粒子从这些恒星倾泻到太空中，而行星越接近这样的恒星，就越强烈地受到破坏性辐射的打击。
高能量的紫外光可以把电子从行星大气中的分子中撞击出来，产生带电粒子(也称为离子)。一些新近被释放的电子能够足够的能量来逃离地球的引力，将相反电荷的粒子带进太空。
这种大气剥离恒星活动是许多科学家认为大多数围绕着红矮星的行星都不适宜居住的原因之一。因为红矮星大约占银河系中四分之三的恒星，所以大多数星系的岩石行星可能会受到太多的辐射，使生命进化。
行星可以有各种各样的防御辐射。一种可能是一种厚厚的大气层，它可以吸收地球上大量的辐射。另一个是磁场可以把带电粒子从地球上传送出去。但磁场并不总是有用的。
一颗行星的磁极可以与恒星风相连，这为大气层的上层和离子化区域提供了一条通道，来自恒星风的能量也被重定向到磁极，为在这些离子和电子能够离开行星并进入星际空间的相同区域提供了额外的能量。因此保护行星的磁场也可以帮助我们将大气层的一部分转移出去。
一项新的研究报告称在目前的轨道上，这颗系外行星可能无法维持类似地球的大气层。图片版权：Mary Pat Hrybyk-Keith/NASA's Goddard Space Flight Center
地球将会如何？
为了调查可能发生在Proxima b的事情，garcia - sage和她的同事做了一些计算机建模。他们的模型将一个地球大小的地球——一个类似地球的磁场，放置在了Proxima b的位置，然后用适当的辐射对地球进行了冲击(其中的水平是用近40年的比邻星的观测确定的)。
加西亚- sage在同一份声明中说：这是一个简单的计算，基于来自主机明星的平均活动。它并没有考虑到恒星大气的极端加热或对太阳系外行星磁场的剧烈恒星干扰——我们希望能提供更多的电离辐射和大气逸出。
研究人员发现尽管辐射剂量相对保守，但模拟的行星却不太好。研究人员称，假设大气温度高、磁场完全开放，近1亿年后Proxima b可能会失去一种与地球相当的大气层，这在地球40亿年的生命周期中是一个大眼。即使是最低温度和封闭的磁场，大气也会在20亿年内被剥离。
当然这些结果假定了一个类似地球的磁场。科学家说一个更强或更弱的磁场可以产生不同的时间尺度。普林斯顿大学(Princeton University)研究员董飞(Chuanfei Dong)表示：对于行星磁场和它的强度，没有什么明显的影响。
他说候选贡献者包括一个行星的半径、导电性、密度和核心旋转速率，而这些量都不以Proxima b而闻名，因为科学家们对其质量进行了直接的测量，而不是其半径。这意味着他们不能直接计算出比邻星的密度，这将对地球的核心产生深刻的影响。相反研究人员依靠先前的研究，将一个行星的质量与它的半径联系起来。
行星的半径可以影响导电流体核心的半径，因此它可以影响其磁场的发展和强度。行星与其恒星之间的距离，以及行星绕轨道运行的时间，也可以在决定磁场强度方面发挥重要作用。这在一定程度上归因于一种叫做潮汐锁定的现象，在这种现象中，世界的一侧永久性地面对着它的恒星——这是一种紧密环绕的行星的共同特征，比如在红矮星宜居带内的行星。
尽管上个月在《天体物理学杂志》上发表的新研究结果对未来的生活前景并没有什么好兆头，但并不是所有的希望都消失了，像火山活动这样的地质过程可以帮助补充一个行星的大气层。
作者：Nola Taylor Redd
来自：Space
编译：中子星
审校：博科园
