前往“宜居带”的系外行星真的万无一失吗？

宜居带的系外行星也可能对生命很危险

位于被称作“宜居带”的系外行星可能不像它们被吹捧的那样是安全的像地球一样的绿洲。

宜居带的系外行星是一个激动人心的想法：这些系外行星处于一个离它们的恒星刚刚好的距离。在这个距离上，系外行星具有可以维持液态水存在的的条件因而也可能具有维系生命存在的条件。但是对于宜居性来说，还有比行星是否在一个正确的与恒星之间的的距离上更重要的因素，比如危险的太空可能会频繁的袭扰行星以至于行星上没法为产生生命提供必要的条件，一位来自莱斯大学的天体物理学家如是说。

在一篇发布在天体物理学杂志(The Astrophysical Journal)上的论文里，研究者将系外行星数据和基于太阳的磁场模型结合起来来梳理这些系外行星在恒星的磁力下是如何运行的。

这篇论文的第一作者，莱斯大学的研究生，埃利森 法里什（Alison Farrish）解释说这项研究可以弥合系外行星数据科学家之间的分歧。

“用我们现有的科技手段去确认一个系外行星有没有保护性的磁场几乎是不可能的，所以这篇论文着眼于已知的小行星圆形磁场”法里什说道，“这种磁场在星际间延展的方式同系外行星受互相作用时的一样。”

这个团队着力在两个主要特征参数上：恒星的罗斯贝数（Rossby number）——决定了这颗恒星有多活跃，以及它们的阿尔文面(Alfvén surface)——决定了一颗系外行星能在多远的距离上被磁场影响到.

尽管这些恒星在地球上看起来还挺漂亮的，它们其实是一些向四面八方发出毛茸茸磁场的大等离子毛球。这些磁场会给系外行星带来危险，作者写道。

图注：研究者认为仅仅因为一个系外行星有维持液态水存在的条件不能得出它也有能支持生命存在的条件。#来源：NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

如果一颗恒星过于活跃而行星又离这颗恒星的磁场太近的话——无论这颗行星是否在宜居带内，这颗行星的任何磁力保护罩都会在恒星的强大作用下被剥掉。一颗行星的磁力保护罩能保护它免受太阳辐射的侵扰——就像地球的磁场一样。总的来说，当段首情况出现时，行星的表面将会饱受辐照。

这对可能生活在那些系外行星上的任何有机生命来说都是个坏消息，莱斯大学教授，论文的第二作者，戴维 亚历山大（David Alexander）如是解释。

“根据系外行星在恒星发出的磁场中的位置，估计一些处于宜居带中的系外行星可能在短短1亿年的时间内就会失去大气层，”亚历山大说到，“这在天文学的尺度上来讲是一个非常短的时间。这种行星可能有适宜居住的正确温度和压力条件，而且有些简单的生命形式已经出现了，但也就仅此而已了。很快大气层就会被剥去而行星表面将会受到很严重的辐射。

这个团队还发现天体物理学所钟爱的一些系外星系，包括罗斯128（Ross 128）、比邻星（Proxima Centauri）和特拉普 1（TRAPPIST 1），很有可能进入了这个危险的的磁场区。这意味着尽管这些系外行星可能在定义上是“宜居的“，但是不太可能是将来人类的星际度假村的好侯选地。

尽管这些新发现可能会给太空旅游梦一个打击，亚历山大说这实际上是向着未来前进的一步。这些发现可以使天文物理学家更明确地认识到什么因素使一颗星球变得能够居住和在将来应该寻找具有什么样的特征的星球。

“我们的模型使我们能在磁通量随着恒星周期作周期性变化的情况下确定恒星的活动能力的关键因素，”亚历山大说，“这使我们能在其它恒星目前相比太阳来说十分稀少的观测结果之间作直接的比较。这样，我们就有可能借助星际间的场的相互作用来确定一些系外行星的关键物理特征。”

摘要：

我们结合观测到的恒星活动关系使用一种磁通量转换模型在恒星活动周期的时间尺度上来描述由罗素数确定的恒星的星际间磁场变化的范围。这个框架使我们能研究系外行星系统的磁场环境和做出系外行星观测结果之间的比较。我们确定了几个确定恒星与系外行星之间相互作用的定量测量方式：开放与总恒星磁通量的比率、恒星阿尔文面的位置以及行星际磁场极性反转的强度，在一定范围内的罗素数下的模拟中(0.1–5 RoSun),我们有以下发现：

（1）行星际空间的开放磁通量随罗素数增加而增加，在最少的那一部分低活跃恒星的数据中达到了大约40%左右的最大值，而非常活跃的恒星(Ro ~ 0.1–0.25 RoSun)的开放磁通量的数据则在1-5%之间。

(2)平均阿尔文面半径，RA，分布在0.7-1.3RA之间，并且恒星活动越不活跃阿尔文面半径越大。

（3）在高活跃度下，星体的气流面会时刻出现剧烈的变动并变得非常复杂，这可能会导致行星的磁场更加频繁的受磁感线重连现象影响（例如，磁暴）。

这些模拟可以帮助我们将一系列的星体的磁环境联系起来，以便于我们找出那些正在影响着系外行星环境的因素。我们将这些结果应用到了一些已知的系外行星上并讨论了这些系外行星可能会怎样被星体磁场拓扑学上的改变所影响。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Sarah Wells- holylighthouse

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1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自：https://www.inverse.com/article/60629-habitable-zone-life-exoplanets

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