研究發現，一種名為K星的特殊恒星可能是適合居住的星球

尋找太陽系外生命跡象的科學家們面臨著重大挑戰，其中之一就是僅我們的銀河系就有數千億顆恒星需要考慮。為了縮小搜索范圍，他們必須弄清楚:什么樣的恒星最有可能擁有可居住的行星?一項新的研究發現，一種名為K星的特殊恒星可能是尋找生命跡象的特別有希望的目標。K星比太陽更暗，但比最暗的恒星更亮。

為什么?首先，K星的壽命很長——170億年到700億年，而太陽只有100億年——這給了生命足夠的時間來進化。此外，K星在年輕時的極端活動比宇宙中最暗的恒星(被稱為M星或“紅矮星”)要少。在尋找宜居行星方面，M星確實提供了一些優勢。它們是銀河系中最常見的恒星類型，約占宇宙中所有恒星的75%。他們也在節約燃料，并且可以發光超過一萬億年。一個M星的例子，TRAPPIST-1，已知有7顆地球大小的巖石行星。

但是M星動蕩的青春給潛在的生命帶來了問題。恒星耀斑——磁性能量的爆炸性釋放——從年輕的M星發出的頻率和能量要比年輕的類太陽恒星頻繁得多。M顆恒星年輕時的亮度也要高得多，在它們形成后的10億年里，其能量可能會蒸發掉任何可能位于宜居帶的行星上的海洋。美國宇航局戈達德太空飛行中心的Giada Arney說:“我傾向于認為K顆恒星處于太陽模擬恒星和M顆恒星之間的‘最佳位置’。”

科學家認為，行星大氣中同時存在氧氣和甲烷是一種強烈的生物特征，因為這些氣體喜歡相互反應，相互破壞。所以，如果你看到它們一起出現在大氣中，這就意味著有東西在快速地產生它們，很可能是生命，Arney說。然而，由于其他恒星周圍的行星(系外行星)是如此的遙遠，一個系外行星的大氣層中需要有大量的氧氣和甲烷才能被地球上的天文臺看到。Arney的分析發現，圍繞K星的氧-甲烷生物特征可能比類太陽恒星更強。

Arney使用了一個計算機模型來模擬行星大氣的化學和溫度，以及大氣如何對不同的宿主恒星做出反應。然后，這些人造大氣通過一個模擬行星光譜的模型運行，以展示未來望遠鏡可能看到的樣子。阿尼說:“當你把這顆行星環繞在一顆K星周圍時，氧氣不會那么快地破壞甲烷，所以更多的甲烷會在大氣中積聚。”“這是因為K星的紫外線不像類太陽恒星那樣容易產生破壞甲烷的高活性氧氣。”

這種更強的氧氣-甲烷信號也被預測存在于M顆恒星周圍的行星上，但它們的高活動水平可能會使M顆恒星無法擁有適合居住的星球。與類太陽恒星相比，K恒星具有同時探測到氧氣和甲烷的更高概率的優勢，而沒有M恒星宿主所帶來的缺點。此外，圍繞K顆恒星的系外行星將比圍繞類太陽恒星的系外行星更容易被看到，這僅僅是因為K顆恒星更暗。“太陽比它周圍的類地行星亮100億倍，所以如果你想看到一顆軌道行星，你必須抑制大量的光。一顆K星可能只比它周圍的地球亮十億倍。

Arney的研究還包括討論附近的K星中哪些可能是未來觀測的最佳目標。由于其他恒星離我們很遠，我們沒有能力去它們周圍的行星旅行，所以我們只能通過分析這些行星發出的光來尋找可能存在生命的信號。通過將這種光分解成它的組成顏色，或者光譜，科學家可以識別出行星大氣的成分，因為不同的化合物會發射和吸收不同顏色的光。她發現某些鄰近的K星，比如61 Cyg A/B、Epsilon Indi、Groombridge 1618和HD 156026，可能是未來生物特征搜索的特別好的目標。