行星护盾将在垂死恒星的猛烈恒星风下弯曲——生命几乎不可能存活

　　华威大学领导的一项新研究表明，在围绕白矮星运行的行星上发现的任何生命几乎肯定是在这颗恒星死亡后进化的，该研究揭示了强烈而猛烈的恒星风会在恒星死亡时袭击行星。该研究发表在《皇家天文学会月刊》上，主要作者 Dimitri Veras 博士2021 年 7 月 21 日介绍了该研究。

　　该研究通过检查恒星向白矮星过渡期间风对绕轨道运行的行星产生的影响，为天文学家寻找这些死星周围生命迹象提供了新的见解。该研究得出的结论是，生命几乎不可能在灾难性的恒星演化中幸存下来，除非这颗行星拥有强大的磁场或磁层——可以保护它免受最坏的影响。

　　就地球而言，太阳风粒子会侵蚀保护人类免受有害紫外线辐射的大气保护层。地球磁层就像一个屏障，通过它的磁场将这些粒子转移开。并非所有行星都有磁层，但地球的磁层是由铁核产生的，铁核像发电机一样旋转以产生磁场。

　　“我们知道，过去的太阳风侵蚀了火星大气层，火星大气层与地球不同，没有大规模的磁层。该研究的合著者、都柏林三一学院的 Aline Vidotto 博士说，我们没想到的是，未来的太阳风甚至可能对那些受到磁场保护的行星造成同样的破坏。

　　所有恒星最终都会耗尽可用于核心核聚变的氢。在太阳中，核心会收缩并升温，推动恒星外部大气的巨大膨胀成为“红巨星”。太阳随后将延伸至数千万公里的直径，吞噬内行星，可能包括地球。同时，恒星质量的损失意味着它的引力变弱，所以剩下的行星会移动得更远。

　　在红巨星阶段，太阳风会比今天强得多，而且会剧烈波动。Veras 和 Vidotto 模拟了 11 种不同类型恒星的风，其质量是太阳质量的 1 到 7 倍。

　　他们的模型展示了恒星风的密度和速度如何与不断扩大的行星轨道相结合，如何随着时间的推移交替收缩和扩大行星的磁层。任何行星要想在恒星演化的所有阶段都保持其磁层，其磁场至少需要比木星当前的磁场强一百倍。

　　恒星演化的过程也会导致恒星宜居带发生变化，宜居带的距离是使行星处于合适温度以支持液态水的距离。在我们的太阳系中，宜居带将从距太阳约 1.5 亿公里（地球目前所处的位置）移动到 60 亿公里，或超出海王星。尽管绕轨道运行的行星在巨大分支阶段也会改变位置，但科学家们发现宜居带向外移动的速度比行星更快，这对希望在这一过程中幸存下来的任何现有生命构成了额外的挑战。

　　最终，这颗红巨星脱离了整个外层大气，留下了密集的炽热白矮星残骸。它们不会发出恒星风，所以一旦恒星到达这个阶段，幸存行星的危险就过去了。

　　Veras 博士说：“这项研究表明，行星在整个恒星演化的巨大分支阶段保持其保护性磁层是困难的。”

　　“一个结论是，白矮星周围宜居带行星上的生命几乎肯定会在白矮星阶段发展，除非该生命能够承受其环境的多次极端和突然变化。”

　　詹姆斯韦伯太空望远镜等将于今年晚些时候发射的未来任务应该会揭示更多关于围绕白矮星运行的行星的信息，包括宜居带内的行星是否显示出表明生命存在的生物标志物，因此这项研究为任何人提供了宝贵的背景信息。

　　到目前为止，还没有发现可以在白矮星周围支持生命存在的类地行星，但是两颗已知的气态巨行星距离它们恒星的宜居带足够近，表明可能存在这样的行星。由于与更远的其他行星相互作用，这些行星很可能靠近白矮星。

　　Veras 博士补充说：“这些例子表明，巨行星可以非常接近宜居带。白矮星的宜居带非常靠近恒星，因为它们发出的光比类太阳恒星少得多。然而，白矮星也是非常稳定的恒星，因为它们没有风。一颗停在白矮星宜居带的行星可以在那里停留数十亿年，只要条件合适，就有时间让生命发展。”