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作者：Madeline Taylor

翻譯：黃詩欣

校對：鐘藝

美編：關關

后臺：朱宸宇

https://phys.org/news/2025-03-exploring-likelihood-life-white-dwarf.html

這或許就是系外行星TRAPPIST-1 b的外觀。星系TRAPPIST-1共有七顆已知行星，TRAPPIST-1 b是其中最內側的一顆。它是一顆紅矮星，表面溫度極低。（圖片來源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted (STScI)）

佛羅里達理工學院的卡爾登·懷特（Caldon Whyte）花了兩年的時間研究宇宙。在2023年獲得天體生物學學士學位后，他對白矮星（即低質量恒星在聚變反應結束后冷卻形成的天體）及其行星上生命存在的可能性產生了濃厚的興趣。

長期以來，研究人員認為，白矮星在形成期間表面溫度劇烈下降，導致其大氣層不穩定，因而不適合生命存在。然而，隨著詹姆斯·韋布太空望遠鏡開始觀測白矮星周圍的系外行星，尋找地外生命的科學家開始把注意力放在這些“垂垂老矣”的白矮星上。

在兩位顧問的指導下，懷特開發了一個模型，用于評估光合作用以及在紫外線驅動下生命自發產生這兩種過程，在白矮星的宜居帶中獲得足夠能量的可能性。

他的研究表明，白矮星能夠同時為這兩種過程提供所需的能量。這一現象與地球相似，可能會為尋找系外生命提供新的方向。

懷特已將其研究成果發表在《天體物理學雜志快報》上。

科學家們此前已確定了宜居帶的范圍，宜居帶是指恒星周圍行星能夠獲得足夠的能量以維持液態水的區域，而液態水是生命形成的必要條件。

我們都知道地球上有光合作用，科學家們也發現由紫外線驅動的生命起源論（即紫外線可能促進非生命物質轉化為生命的因素）并非空口無憑。

美國宇航局提出的“宜居帶（Goldilocks zones）”指的就是一個不冷又不熱，對于生命形成來說“剛剛好”的環境。

例如，地球與太陽之間的距離足以維持液態水的存在；如果地球離太陽太遠，水就會結冰；如果離太陽太近，水則會蒸發。當恒星釋放更多能量時，宜居帶會相對恒星外擴；反之，當能量減少時，宜居帶則會相對恒星內縮。

懷特指出，白矮星的獨特之處在于其溫度的不穩定性。由于晚期恒星內部不再發生聚變反應，它們會一直冷卻下去，能量輸出逐漸變小，導致宜居帶不斷萎縮。

通過研究這些恒星的能量是否能夠支持光合作用或在紫外線驅動下自發形成生命，懷特希望能驗證白矮星附近誕生生命的可能性。科學家們預計，在恒星衰退的過程中，類地行星的最大宜居壽命約為70億年。

為此，他開發了一個模型，模擬一顆圍繞白矮星運行的類地行星，并記錄其在宜居帶退化過程中的能量獲取情況。

懷特發現，在70億年的宜居期內，這顆行星有足夠的能量支持這兩個過程，這種現象與地球類似，且十分罕見。

懷特表示：“這在恒星中并不常見。像太陽這樣的恒星當然可以提供足夠的能量，但比太陽小的褐矮星和紅矮星實際上無法提供紫外線和光合作用所需的能量。”

懷特的發現將為未來的太空探索提供參考。例如，得益于懷特的研究，天文學家在尋找能夠維持光合作用的恒星系統時，可以確認白矮星為某些行星創造了潛在的宜居環境。

他表示：“我們得讓他們相信，這些星系值得我們投入時間和資金。”

這篇論文只代表了懷特博士研究的第一階段，為未來奠定了堅實的基礎。接下來，他要通過詹姆斯·韋布太空望遠鏡觀察白矮星。現在，他已開始在太陽附近尋找適宜的研究對象。

如果懷特能找到符合其研究模型的白矮星，他將進一步在其軌道上尋找行星，并利用收集的觀測數據調整模型，確定符合預想的恒星系統。

盡管他不確定是否能夠發現這樣的行星，但他希望為尋找系外生命貢獻一份力量。

懷特表示，“即便我們只是收集到了一些可靠的證據，沒有真正觀察到生命跡象。無論能否說明 “白矮星不是一個尋找生命的好目標”，抑或是發現了一些生命的跡象，任何探索的結果都很有意義”

責任編輯：王延昕

牧夫新媒體編輯部

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