新研究發現:動盪不安的脈衝星也有機會攜帶「可居住」的行星

作者 | 發布日期 2017 年 12 月 25 日 12:18 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

一項新的研究發現,儘管是常發射致命伽馬射線和 X 射線的脈衝星,其所攜帶的行星系統理論上也可以支持生命存活。雖然,這些行星的地表環境可能類似於地球深海。



當一顆巨大恆星到了生命末期發生超新星爆炸後,可能會留下一個稱為中子星的緻密核心物質,那有多緻密呢?《Space.com》報導解釋,一個典型中子星的質量介於太陽質量的 1.35~2.1 倍,但它卻縮成一顆比倫敦直徑還要小的球體,其上一立方體糖塊大小的物質可重達 1 億噸。

而以極端條件聞名的脈衝星(Pulsar)屬於一種高速自轉的中子星,每秒達數千轉,直徑落在 10~30 公里,他們具有巨大磁場、會週期性爆發大量 X 射線與其他高能粒子而「消滅」軌道上的行星。它們就像燈塔一樣閃爍不停,各種輻射可能以一明一滅的方式傳到地球,有如眨眼。

銀河系中估計有 10 億顆中子星,其中約 20 萬顆是脈衝星,天文學家已經研究了超過 3,000 顆脈衝星,但到目前為止也只確認發現了 5 顆脈衝星,現在有天文學家第一次試圖計算中子星是否也可以有行星適居帶,以和其他恆星系統競爭(比如紅矮星)。研究對象是位於處女座的「PSR B1257+12」脈衝星,距離地球約 2,300 光年。

▲ 藝術家筆下的 PSR B1257+12 脈衝星行星系統想像圖。(Source:By NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC) (http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA08042) [Public domain], via Wikimedia Commons

荷蘭萊登大學天文學家 Alessandro Patruno 和英國劍橋大學天文學家 Mihkel Kama 計算出周圍的行星適居帶相當於地球到太陽的距離,但有兩大前提,第一個是這些行星必須是超級地球,質量為地球的 1~10 倍,才有足夠強大的引力場幫助星球維持長達 10 億年的大氣不逸散;若太小,這些行星會在幾千年內失去所有大氣。

「PSR B1257+12」脈衝星已知攜帶了 3 顆行星:「PSR B1257+12 A」、「PSR B1257+12 B」和「PSR B1257+12 C」,現在團隊利用錢卓拉 X 射線天文台(一顆 X 射線天文衛星)觀察,確定其中兩顆質量為地球 4~5 倍的超級地球「可能適合居住」。(另外一顆質量地球質量的五十分之一)

第二個條件是為了保護地表免受高能輻射轟炸,這些脈衝星行星(Pulsar planet)大氣的厚度必須比地球厚百萬倍才行;而這樣的大氣條件可能會使其行星表面類似於地球深海:其巨大氣壓與馬里亞納海溝(註)的水壓差不多,甚至更高。

不過 Alessandro Patruno 指出,地球最深海仍有生命可抵禦超高水壓活得很好,所以脈衝星行星表面肯定也會存在某種形式的生活,這兩個超級地球的溫度可能允許其表面存在液態水,雖然科學家還不知道它們是否擁有合適的大氣。這項研究發表在《 天文和天體物理學》期刊。

註:馬里亞納海溝是地球上目前已知最深的海溝,最大深度在海平面以下 10,911 公尺。

(首圖來源:劍橋大學