研究表明白矮星周围或存在适合生命生存的行星

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作者：Madeline Taylor

翻译：黄诗欣

校对：钟艺

美编：关关

后台：朱宸宇

https://phys.org/news/2025-03-exploring-likelihood-life-white-dwarf.html

这或许就是系外行星TRAPPIST-1 b的外观。星系TRAPPIST-1共有七颗已知行星，TRAPPIST-1 b是其中最内侧的一颗。它是一颗红矮星，表面温度极低。（图片来源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted (STScI)）

佛罗里达理工学院的卡尔登·怀特（Caldon Whyte）花了两年的时间研究宇宙。在2023年获得天体生物学学士学位后，他对白矮星（即低质量恒星在聚变反应结束后冷却形成的天体）及其行星上生命存在的可能性产生了浓厚的兴趣。

长期以来，研究人员认为，白矮星在形成期间表面温度剧烈下降，导致其大气层不稳定，因而不适合生命存在。然而，随着詹姆斯·韦布太空望远镜开始观测白矮星周围的系外行星，寻找地外生命的科学家开始把注意力放在这些“垂垂老矣”的白矮星上。

在两位顾问的指导下，怀特开发了一个模型，用于评估光合作用以及在紫外线驱动下生命自发产生这两种过程，在白矮星的宜居带中获得足够能量的可能性。

他的研究表明，白矮星能够同时为这两种过程提供所需的能量。这一现象与地球相似，可能会为寻找系外生命提供新的方向。

怀特已将其研究成果发表在《天体物理学杂志快报》上。

科学家们此前已确定了宜居带的范围，宜居带是指恒星周围行星能够获得足够的能量以维持液态水的区域，而液态水是生命形成的必要条件。

我们都知道地球上有光合作用，科学家们也发现由紫外线驱动的生命起源论（即紫外线可能促进非生命物质转化为生命的因素）并非空口无凭。

美国宇航局提出的“宜居带（Goldilocks zones）”指的就是一个不冷又不热，对于生命形成来说“刚刚好”的环境。

例如，地球与太阳之间的距离足以维持液态水的存在；如果地球离太阳太远，水就会结冰；如果离太阳太近，水则会蒸发。当恒星释放更多能量时，宜居带会相对恒星外扩；反之，当能量减少时，宜居带则会相对恒星内缩。

怀特指出，白矮星的独特之处在于其温度的不稳定性。由于晚期恒星内部不再发生聚变反应，它们会一直冷却下去，能量输出逐渐变小，导致宜居带不断萎缩。

通过研究这些恒星的能量是否能够支持光合作用或在紫外线驱动下自发形成生命，怀特希望能验证白矮星附近诞生生命的可能性。科学家们预计，在恒星衰退的过程中，类地行星的最大宜居寿命约为70亿年。

为此，他开发了一个模型，模拟一颗围绕白矮星运行的类地行星，并记录其在宜居带退化过程中的能量获取情况。

怀特发现，在70亿年的宜居期内，这颗行星有足够的能量支持这两个过程，这种现象与地球类似，且十分罕见。

怀特表示：“这在恒星中并不常见。像太阳这样的恒星当然可以提供足够的能量，但比太阳小的褐矮星和红矮星实际上无法提供紫外线和光合作用所需的能量。”

怀特的发现将为未来的太空探索提供参考。例如，得益于怀特的研究，天文学家在寻找能够维持光合作用的恒星系统时，可以确认白矮星为某些行星创造了潜在的宜居环境。

他表示：“我们得让他们相信，这些星系值得我们投入时间和资金。”

这篇论文只代表了怀特博士研究的第一阶段，为未来奠定了坚实的基础。接下来，他要通过詹姆斯·韦布太空望远镜观察白矮星。现在，他已开始在太阳附近寻找适宜的研究对象。

如果怀特能找到符合其研究模型的白矮星，他将进一步在其轨道上寻找行星，并利用收集的观测数据调整模型，确定符合预想的恒星系统。

尽管他不确定是否能够发现这样的行星，但他希望为寻找系外生命贡献一份力量。

怀特表示，“即便我们只是收集到了一些可靠的证据，没有真正观察到生命迹象。无论能否说明 “白矮星不是一个寻找生命的好目标”，抑或是发现了一些生命的迹象，任何探索的结果都很有意义”

责任编辑：王延昕

牧夫新媒体编辑部

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