当恒星变成红巨星时，生命还有可能存在吗？

发表于 3年以前 | 总阅读数：635 次

我们的太阳，终有一天也会迎来这一时刻。太阳，大约将在50亿年后膨胀为红巨星，最终变成一颗地球大小的致密白矮星。我们一直在猜测，生命是否可以在这一恒星演化阶段中幸存，但最新研究所得出的结论是：生命几乎不可能在这个阶段幸存下来。

众所周知，地球受到磁层的保护。磁层的磁场线可以转移有害粒子，进而阻止大气层损耗。你可能会认为，在遥远的未来，对于那些有磁层保护的行星（例如，火星则没有磁层保护），磁层也可以减少大气层的损耗。但实际情况是，演化中的恒星产生的恒星风，要比当下太阳的恒星风强烈许多。研究的作者模拟了来自不同质量范围的11颗不同类型恒星的恒星风。他们发现：

“模拟结果显示，在巨星分支演化过程中的某个时刻，外木星类似天体将恰好达到维持磁层顶的阙值。但是，在整个巨星分支演化阶段，天体需要更强大的磁场才能维持住任何磁层顶。对于地球和任何潜在的宜居行星，此前磁层带来的任何保护都将消失。这种保护的消失，再加上轨道膨胀和不同的恒星光度，这一切都说明，在恒星演化的巨星分支阶段，生命的存续将受到挑战。”

那么，生命是否可以在巨型气态行星的卫星的冰壳下面躲过一劫呢？可能性也不大。一个能维持液态水的宜居带将从距离太阳约1.5亿公里处向外移动到60亿公里处，甚至超越了海王星的轨道。在这个阶段，行星可以迁移，但宜居带向外移动的速度要比行星的更快，这可能是一个致命威胁。因此，以白矮星为中心的生命，需要从头开始进化。

示意图：太阳（左）喷射出的物质和地球（右）磁层之间的相互作用。但太阳演化为一颗红巨星时，地球可能会被太阳的大气层吞噬。又因为此时太阳的恒星风是如此地不稳定，巨大外行星的磁层即便更强大，也会被剥离。

因此，在这一个恒星演化阶段，宜居带的向外迁移和磁层的难以维持，将导致任何环境寸草不生。研究模型还表明，在强大的恒星风和幸存行星的轨道不断扩大的双重作用下，磁层会随着时间的流逝，先缩小再扩大。所以，在红巨星变成白矮星的整个过程中，只有比木星磁场还强100倍的磁场，才能维持一个稳定的磁层。

那接下来呢？白矮星不会产生恒星风，所以，威胁消失了。我们在白矮星周围发现的任何生命，毫无疑问，都是在白矮星阶段发展起来的。如果真的存在这样的生命，我们或许可以在未来的太空探索任务中，检测到它们的生物标记。要知道，白矮星不过地球一般大小，而当一颗行星凌白矮星时，行星会产生巨大的阴影，似乎能够成为透射光谱的理想目标，即我们可以在恒星光芒穿过行星大气层时，分析行星的大气层成分。

我们知道的大多数系外行星都围绕主序星运行。但我们也已知约有100颗绕红巨星运行的系外行星，以及我们还发现了至少四颗绕白矮星运行的系外行星。这些行星是恒星演化的幸存者，因此可用作跟踪其所在恒星系寿命的基准，其中有两颗白矮星行星十分接近其恒星系的宜居带，也就是说在这样的轨道中可能存在一颗地球大小的行星。

这些例子表明，巨行星可以非常地接近宜居带。白矮星的宜居带离该恒星十分近，因为跟太阳这类恒星相比，白矮星发出的光芒更少。但白矮星又是十分稳定的恒星，因为它们没有恒星风。一颗停留在白矮星宜居带范围内的行星可以在那里安稳度过十亿年，只要条件合适，生命将有足够的时间去进化。