比邻星刚刚喷发致命耀斑,所以比邻星b不是宜居行星

【博科园-科学科普(关注“博科园”看更多)】自从于2016年8月被发现以来,比邻星b(Proxima b)一直是一个无尽的奇迹和许多科学研究的目标。作为太阳系最接近的太阳系外行星——以及在比邻星周围的宜居带(aka)附近轨道运行的一颗类地行星,科学家们自然想知道这颗行星是否适宜居住。

红矮星比邻星的印象概念图,离太阳最近的恒星。对ALMA观测的新分析表明,比邻星发射了一种强大的耀斑,这将为该系统中的行星创造出不适宜的条件。图片版权:NRAO/AUI/NSF; D. Berry

不幸的是,许多研究都强调了在比邻星b的生活可能面临的挑战,而不仅仅是来自其恒星的有害辐射。根据最近的一项研究,一组天文学家使用阿尔玛天文台来探测来自比邻星的大耀斑。这一最新发现比任何事情都更让人怀疑其外行星的可居住性。

这项名为“从比邻星上发现一毫米耀斑”的研究最近发表在《天体物理学杂志快报》上。该团队由美国国家科学基金会(NSF)天文学和卡内基科学研究所(Carnegie Institution for Science)的天体物理学博士后梅雷迪思·a·麦格雷戈(Meredith A. MacGregor)领导。该团队还包括哈佛-史密森天体物理中心(CfA)和科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)的成员。

用径向速度法发现了比邻星b的图像。图片版权:ESO/M. Kornmesser

研究小组使用了Atacama大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)在2017年1月21日至4月25日之间获得的数据。这一数据显示,这颗恒星在3月24日经历了一场重大的燃烧事件,它在10秒内到达了一个比恒星发出的静止辐射还要亮1000倍的峰值。天文学家很早以前就知道,与太阳等恒星相比,m型恒星是多变而不稳定的。虽然它们是我们宇宙中最小、最冷、最暗的恒星,但它们往往会以更大的速度爆发。

在这种情况下,团队探测到的耀斑比我们太阳最亮的耀斑的波长要大十倍。与之前的小耀斑相比,整个事件持续了不到两分钟,而阿尔玛在去年1月到3月期间观测了这颗恒星。虽然人们已经知道比邻星,像所有的m型恒星一样,经历了正常的耀斑活动,但这一次似乎是罕见的事件。然而像Proxima Centauri这样的恒星也有规律的,尽管更小的x射线耀斑。

所有这些加起来都是对宜居性的一个坏例子。正如MacGregor在最近的NRAO新闻声明中所解释的:很有可能在这次耀斑爆发期间,Proxima b被高能辐射摧毁了。在Proxima b形成后的几十亿年里,像这样的耀斑可以蒸发任何大气层或海洋,并对地表进行消毒,这表明可居住性可能不仅仅是与宿主的距离,也可能是液态水。

对环绕红矮星比邻星的Proxima b行星表面的印象t图。双星半人马座AB在比邻星的右上方可见。图片版权:ESO

麦克格瑞格和她的同事们也认为比邻星是由几片尘埃所环绕的。之前的一项研究(也基于ALMA数据)表明:恒星和耀斑的光输出都指向恒星周围的碎片带。然而在研究了ALMA的数据作为观察时间的功能后可以排除这种可能性。作为卡内基科学研究所的研究员,同时也是论文的合著者,Alycia J. Weinberger解释道:现在我们没有理由认为,在邻近的Cen附近有大量的尘埃。也没有任何信息表明这颗恒星拥有像我们这样丰富的行星系统。

到目前为止,已经研究了Proxima b的可能条件的研究得出了不同的结论,即它是否能在其表面保留一种大气或液态水。一些人已经找到了“暂时居住”的空间,或者是液态水的证据,而其他人则对其恒星的辐射和耀斑会对一个潮汐锁定的行星产生的长期影响表示怀疑。在未来,像詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的下一代仪器的部署将会提供更多关于这个系统的详细信息。通过对这颗恒星及其行星的精确测量,这个系统中是否存在生命(和确实存在)的问题最终可能得到解答。


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参考:NRAO,The Astrophysical Journal Letters

作者:Matt Williams

内容:经“博科园”判定符合今主流科学

来自:Universe Today

编译:公子世无双

审校:博科园

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