气态巨行星在小的红矮星周围没有出现

发表于 2025-10-30 07:47:08 来源：梦想逐梦网

气态巨行星在小的红矮星周围没有出现。鸣谢:梅丽莎·维斯，巨行CfA
（神秘的矮星地球uux.cn）据哈佛史密森天体物理中心：：天文学家已经揭示了宇宙中最小和最常见的恒星，叫做红矮星，周围很少拥有像木星一样的出现大行星。这种木星类似物的气态缺乏可能对红矮星周围的类地行星的发展以及对能够支持外星生命的世界的搜索产生重大影响。
作为当地最大的巨行行星，木星在我们太阳系的矮星演化中扮演了主导角色。科学家认为木星最终为地球变得适合居住创造了条件，周围影响了我们世界的出现形成、大小和构成。气态因此，巨行红矮星行星系统中缺乏庞大的矮星气态巨行星表明，任何常驻的周围岩石世界可能都没有进化成特别适合地球生命的地方。
“我们已经证明，出现最小质量的恒星没有木星，这意味着木星质量的行星接收的星光量与木星从我们的太阳接收的星光量相似，”哈佛&史密森尼天体物理中心(CfA)的研究员艾米丽·帕斯说，她是arXiv预印服务器上发表的一项新研究的主要作者，该研究将发表在天文学杂志上，传达了这一结果。“虽然这一发现表明真正的类地行星在红矮星周围可能很少，但我们对这些系统仍有很多不了解，所以我们必须保持开放的思维。”
这些发现具有额外的重要性，因为许多红矮星是我们最近的宇宙邻居。这种接近性，加上寒冷昏暗的红矮星不会在强光下淹没它们的行星，使它们成为调查系外行星大气的最容易接受的目标——这是现在和未来几十年的一个关键研究重点。
“我们在这项研究中观察的小红矮星是我们最接近的宇宙邻居，这意味着它们的行星是詹姆斯·韦伯太空望远镜详细检查的理想候选对象，”研究的合著者大卫·夏博诺说，他是哈佛大学教授，也是哈佛大学和史密森尼安天体物理中心的成员。“但现在我们有非常有力的证据表明，像木星和土星这样的冷气体巨星在这些恒星周围非常罕见，我们最终研究的温带岩石行星可能会与我们的地球预期大相径庭。”
为了测量木星行星的频率，帕斯和同事们研究了前所未有的200颗小红矮星，每颗只有太阳质量的10%到30%。这种微小的红矮星是宇宙的常态，在我们的星系中远远超过太阳大小的恒星。这些观测数据是在2016年至2022年期间收集的，主要来自位于亚利桑那州的弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台，以及智利的塞罗·托洛洛美洲天文台。
研究人员依靠径向速度技术在他们的恒星数据集中找出任何大型系外行星。当行星围绕它们的主恒星运行时，天体相互作用的引力导致恒星轻微“抖动”,这种效应在详细的星光读数中清晰可见。
在整个恒星样本中，研究人员没有发现一颗类似木星的行星。基于固有的统计不确定性，研究人员可以有把握地说，木星发生在不到2%的低质量红矮星行星系统中。
这一发现与类似的对像我们的太阳这样的中型恒星的调查形成了鲜明的对比，这些中型恒星通常在类似木星的距离上拥有巨大的行星。这些星球的巨大质量——仅木星一个星球的质量就超过了所有其他星球的质量总和——转化为巨大的引力，而巨大的引力又转化为对其他天体的深远影响。
“在太阳系中，木星是恶霸，”夏博诺说。“许多使地球成为现在这个样子的原因可以追溯到木星在太阳系历史早期的活动。”
其中最重要的事件是木星在太阳系存在的最初几亿年里的迁移。在太阳系的远端形成后，木星和其他外行星一起，理论上被认为已经向内朝着太阳移动。在这个过程中，巨大的木星引力将富含冰的彗星体分散到与内太阳系四个岩石世界的碰撞路线上。
随着大量这些冰体撞击我们年轻的星球，它们带来了大量的水，可能还有有机(含碳)分子。水汇集在我们的地球表面，形成了海洋，在海洋中，有机分子被认为已经混合在一起几百万年了。最终，分子进化出复杂性并开始自我复制，已经过渡到我们所说的生命。
没有木星，这些条件可能不会出现，生命之旅可能永远不会开始。
尽管新的发现确实表明，导致我们太阳系中至少一个世界变得适合居住的环境不太可能与小红星主持的太阳系相匹配，但当涉及到这些系统中的外星生命时，大门远未关闭。
“我们不认为没有木星就一定意味着红矮星周围的岩石行星不适合居住，”Charbonneau说。
明显缺乏类似木星的巨型行星意味着更多的原材料可以用来建造更小的岩石天体，因为这些材料没有被纳入类似木星的世界。事实上，其他研究表明，红矮星的固体世界往往比类日恒星周围的固体世界更大。
与此相关的是，与类太阳恒星相比，红矮星周围似乎形成了更多的岩石行星。例如，著名的TRAPPIST-1行星系统将七个岩石世界打包到离主红矮星比水星离太阳更近的轨道上。
总之，红矮星行星系统只是和我们的不同。这种差异可能会导致我们尚未意识到的丰富的可居住性的可能性。
帕斯说:“我们的工作表明，质量与地球相似的岩石世界和环绕红矮星在与我们地球截然不同的环境中诞生和成长。”“我们很高兴看到这到底意味着什么，因为我们正在稳步前进，远程探索我们宇宙邻居中的行星。”
研究小组的其他成员包括詹妮弗·温特斯(CfA和威廉姆斯学院)，乔纳森·欧文(CfA和英国剑桥大学)，大卫·莱瑟姆，佩里·柏林德，迈克尔·卡尔金斯，吉尔伯特·埃斯奎尔多和杰西卡·明克(CfA)。

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