一项新的研究发现,虽然脉冲星(快速旋转的中子星)经常喷发出致命的伽马射线和X射线,但在它们周围的系外行星理论上是适宜居住的。尽管如此,这些行星的环境更像是地球上的海底,对于人类居住还是有一定的困难。
当一颗大恒星在其生命的尽头爆炸时,它会留下一颗被称为中子星的致密天体。中子星的密度极高,一颗方糖大小的中子星物质重如一座山,质量可达1亿吨。一颗与太阳质量相当的中子星,它的半径仅为10千米。
而脉冲星就是那些旋转速度非常快的中子星,每秒能够旋转数千圈。而磁极与自转轴两极并不重叠,所以在旋转期间,电磁辐射也会随之旋转,它们就像宇宙中的灯塔一样。据估计,银河系中大约有10亿颗中子星,其中大约20万颗是脉冲星。尽管脉冲星经历过暴力过程,但它们仍然可以拥有行星。事实上,天文学家最早发现的系外行星正是绕着脉冲星旋转,这颗名为PSRB+12的脉冲星位于室女座方向,距离地球约光年。
根据分析,PSRB+12周围存在三颗行星,其中一个是地球质量的1/50,而另外两个是“超级地球”,质量大约都是地球的4倍。自从这三颗系外行星在年被发现后,天文学家又在其他脉冲星周围发现了行星。
最近的研究显示,在围绕脉冲星运动的行星上可能存在生命。该研究合著者AlessandroPatruno博士表示,尽管脉冲星会发射致命的粒子和辐射,但它也可能存在一个宜居带。
基于地球上的生命都离不开水的事实,天文学家认为,如果液态水存能够存在于行星的表面上,那么,这个星球就有可能适宜居住。在这项新的研究中,研究人员发现“宜居带”可能存在于中子星周围。该研究报告的作者之一、英国剑桥大学的天体物理学家MihkelKama博士指出,这样的宜居带应该与普通恒星系统的一样宽。
天文学家利用钱德拉太空望远镜分析了脉冲星PSRB+12的X射线,观测结果表明,这颗脉冲星的两个超级地球刚好有适宜的温度使其表面存在液态水。根据这项研究,脉冲星周围行星的可居住性取决于至少两个关键的发现。其一,这些行星大气层的厚度可能是地球表面的万倍,以保护其表面的任何生命免受脉冲星辐射的影响。这将使这些世界的环境与在地球深海的情况相似,它们表面的气压与马里亚纳海沟的水压相当,甚至还要更强。我们知道生命存在于海洋深处,所以在这种高压和温暖的环境中,可能会存在某种形式的生命。
其次,脉冲星周围的宜居星球的质量有可能是地球的10倍,其强大的引力场才能束缚住大气长达数十亿年。通过计算发现,脉冲星的辐射会在几千年内剥离一颗质量较小的行星的大气层,从而使其表面的液态水被蒸发殆尽。Kama博士表示在此项研究之前,他们认为脉冲星周围不可能存在宜居带。但是,相反,他们很快意识到,对于超级地球来说,存在宜居带域的可能性非常高。除此之外,目前已知唯一的多行星脉冲星系统拥有两个超级地球,天文学家对此十分感兴趣。
Patruno博士表示,对于脉冲星的宜居带来说,高能粒子和辐射将使大气层保持足够的温度,从而使液态水得以存在。但是由于几乎没有任何可见光到达行星——脉冲星发出的光几乎都是不可见的,这为奇异的宜居带研究蒙上了神秘的面纱。
Kam博a表示,再厚的大气层都无法完全阻挡住脉冲星发出的高能辐射,有一部分可能还是到达了行星的表面,这对大部分形式的生命体来说都是致命的伤害。
目前,这项研究已刊载于《天文学和天体物理学》(AstronomyAstrophysics)杂志上。