红矮星（红矮星号飞船）

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银河系中恒星的主角—红矮星

遥望满天星辰，许多人会发出疑问它们到底距离我们有多远，红矮号飞它们都是星红和太阳一样的恒星吗？它们周围的行星上是否存在生命甚至外星文明？这引起许多人甚至科学家的无限遐想。

我们能用肉眼看到的矮星恒星数目非常有限，一般一次最多只能看到几百颗，红矮号飞它们大多是星红距离地球不超过二百光年的一些较大较亮的恒星，例如天狼星（距离地球约8.6光年）、矮星牛郎星（距离地球约16.7光年）、红矮号飞大角星（距离地球约36.7光年）、星红毕宿五（距离地球约65.3光年）等。矮星有一些距离我们较近的恒星我们却用肉眼看不到，好像隐藏起来了一样，它们就是银河系中最常见的一类恒星—红矮星。

红矮星，顾名思义，是指表面温度低、颜色偏红的矮星（体积小），尤指主序星中比较“冷”的M型及K型恒星。这些恒星的质量要远比太阳小，一般在105个木星质量之上，表面温度为2500至5000K（太阳的表面温度约为6000K）。科学家估计，银河系的所有恒星中，红矮星占四分之三。即使距离我们最近的红矮星—比邻星（距离地球4.2光年）我们用肉眼也看不到，要观测红矮星必须借助天文望远镜。

由于比邻星是除了太阳以外距离地球最近的恒星（比邻星是南门二（半人马座阿尔法）三合星的第三颗星），所以引起了很多人的兴趣。著名科幻作家刘慈欣写的科幻小说《三体》中的“三体文明”就是在比邻星系的一颗行星上。刘慈欣在写《三体》的时候，人们还没有发现比邻星有行星围绕其公转。直到2016年，天文学家才发现有一颗叫比邻星b的类地行星在距离其大约750万公里的地方围绕其公转。天文学家当时判断其为一颗宜居行星，这令许多人兴奋不已，莫非“三体人”真的存在？但是随着天文学家观测和研究的进行，人们发现红矮星其实并不“老实”，它们每个一段时间便会有剧烈的耀斑爆发，其强度和频率远超太阳耀斑爆发。红矮星耀斑爆发会释放出大量的带电粒子和放射线，其亮度也会猛增。例如2019年天文学家通过几十个小时的观测，就观察到了比邻星一次长达7秒的耀斑爆发，其强度是太阳的100被，使比邻星的亮度瞬间增加一万多倍。根据估计这样的耀斑爆发每隔几天就会经历一次，而比邻星b距离比邻星很近，如果上面有生命的话，根本无法承受。天文学家对红矮星周围存在生命的希望就此破灭。

红矮星的简介

所谓红矮星，也就是M型主序星（MV），根据赫罗图，“红矮星”在众多处于主序阶段的恒星当中，其大小及温度均相对较小和低，在光谱分类方面属于M型。它们在恒星中的数量较多，大多数红矮星的直径及质量均低于太阳的三分一，表面温度也低于3,500K。释出的光也比太阳弱得多，有时更可低于太阳光度的万分之一。又由于内部的氢元素核聚变的速度缓慢，因此它们也拥有较长的寿命。红矮星的内部引力根本不足把氦元素聚合，红矮星不会膨胀成红巨星，而逐步收缩，直至氢气耗尽。

红矮星，其实是一种体积不太大的恒星，通常它们的质量都不会超过太阳的一半。我们的银河系（也许所有星系都是如此）中70% 的恒星都是红矮星，它们比太阳的体积小，温度低，也更加暗淡。由于辐射出的光芒实在是太为微弱，如果不借助天文望远镜，我们不可能看到任何一颗红矮星。科学家们计划寻找的行星正是处于这样的恒星周围。

据介绍，当“超级类地行星”运行到红矮星与地球之间时，会发生类似日食一样的效应：红矮星发出的光线会被阻挡住一部分，而不同的行星由于体积和其与恒星的距离都不相同，因此能阻挡住的光线数量也会存在明显差异。因此，通过观测红矮星亮度的变化并参考其他因素，科学家们便能够估算出行星的大小以及与恒星的距离，进而确定其表面的温度等重要数据。

其实早在2007年4月份，欧洲南方天文台的天文学家就曾宣布，他们在距离地球20.5光年的红矮星－－Gliese581－－的周围，发现了迄今与地球最为相似的太阳系外行星。这颗行星的质量约为地球的5倍，表面温度可能介于0℃～40℃之间，恰好允许液态水存在于它的表面。这是科学家在太阳系外首次发现可能适合人类居住的行星。 红矮星是一类体积较小、质量不超过太阳三分一的小型恒星。科学家们希望能在其附近找到所谓的“中转行星”。所谓“中转行星”，是指从地球上看，会周期性地遮挡住部分恒星光芒的一类行星。通常情况下，因“中转行星”引起的类似日食的现象会阻断住恒星所发出的大约一半光线。而由此导致的恒星亮度的变化可以被地球上的观测者们所记录到。在实施“MEarth”计划的过程中，科学家们计划动用八台大型光学望远镜进行观测活动，已经有五台投入了使用。

Gliese 581c这颗星球距离地球足有20光年之远，并选择以它附近的一颗红矮星作为轨道中心旋转。这是由于红矮星的数量很多，所以很多行星都选择红矮星作为轨道旋转中心。又因为红矮星的光线非常暗，所以围绕它旋转的这颗行星不会被星光所淹没，这样这颗行星发出的光线就很容易的被测量到。

这颗行星经研究存在于红矮星周围的一个可居住区，通过天文望远镜可观测到这颗行星的表面存有一个亮点，这个亮点即星球表面存在有液体水的地方。这片可居住区距离冷星的距离与地球距离太阳一样远。据天文学家表示，这颗在红矮星可居住区域存在的行星，围绕红矮星公转的时间为两周。由于这颗行星离红矮星十分近，所以在观察的时候这颗行星与红矮星会同时出现在观察者的视线范围内，而且能够被很容易的观察到。

天文学家研究表示，他们发现宇宙中的紫外线实际上会使氧分子分离，甚至还能够创造出很多的臭氧分子。经研究，在这颗行星的大气层上空覆盖有一层厚厚的臭氧层，这样就阻止了过多的紫外线照射到行星的表面。但是，当红矮星静止存在时，紫外线就会相对减弱，防止紫外线的臭氧层也就会慢慢消失。

红矮星可以存在上万亿年，为什么那么暗弱？

理论上来看确实是这样，红矮星即使从宇宙初期就诞生，那么到现在为止也不过刚过了幼儿期而已！红矮星的整个生命周期更是高达上千亿年到上万年！红矮星为什么能燃烧那么久？在如此漫长的生涯中能诞生生命吗？似乎这都是一个有趣的问题，我们来简单讨论下！

红矮星（M型主序星）是质量在0.8倍太阳质量以下，80-100倍木星质量以上的恒星，这一类恒星核心刚足够氢元素聚变，表面温度比较低（2500K-5000K）！太阳系最近的恒星比邻星就是一颗典型的红矮星，但它并不能为我们肉眼所见，我们看到的是半人马座α星A（南门二），它是这个三星系中的主星！

恒星的质量与寿命以及各项参数之间的关系，最右侧就是M型主序星的参数，比邻星就属于这一类恒星！

这是红矮星内部的结构模型，与黄矮星等恒星不一样，它没有辐射层，内部氢核聚变产生的氦元素可以通过对流分散到恒星各处，而其他区域的氢元素则可以通过对流交流到核心参与聚变！因此红矮星的氢元素利用效率极高，而黄矮星等以上的恒星却因为有一个辐射层阻挡，导致其外部有大量的氢元素无法参与到内核的聚变中（一般恒星只在内核0.25R区域内发生核聚变），而且导致氦元素堆积，黄矮星在离开主序星阶段10亿年内将发生氦闪！

说完了红矮星超长寿命的缘由，我们来了解下红矮星超长的寿命周期内能让行星产生生命不？很多朋友可能认为红矮星燃烧缓慢比较稳定，但其实不然，因为红矮星的温度比较低，燃烧反而不太稳定，时不时的剧烈活动会让行星处在极度辐射之下，这对行星生命发展是极度不利的！

比邻星的宜居带极度靠近恒星，因此行星对于恒星的活动非常敏感！理论上行星很难产生生命！但有一种状况例外，比如行星被恒星潮汐锁定，尽管这对于行星面向太阳的一侧也许是一种极端的考验，但晨昏线附近也许是一个生命的诞生之地！只要有足够的条件，生命总是能找到出路，红矮星并非生命禁区，只是它的条件相对比较差一些，但好在它寿命够久，能给予生命超级VIP时间，太阳可以吗？当然这会地球人都已经在打算星辰大海了哈……

什么是红矮星？

根据赫罗图，红矮星在众多处于主序阶段的恒星当中，其大小及温度均相对较小和低，在光谱分类方面属于K或M型。它们在恒星中的数量较多，大多数红矮星的直径及质量均低于太阳的三分一，表面温度也低于3500K。释出的光也比太阳弱得多，有时更可低于太阳光度的万分之一。又由于内部的氢元素核聚变的速度缓慢，因此它们也拥有较长的寿命。红矮星的内部引力根本不足把氦元素聚合，也因此红矮星不可能膨胀成红巨星，而逐步收缩，直至氢气耗尽。也因为一颗红矮星的寿命可多达数百亿年，比宇宙的年龄还长，因此现时并没有任何垂死的红矮星。

人们可凭着红矮星的悠长寿命，来推测一个星团的大约年龄。因为同一个星团内的恒星，其形成的时间均差不多，一个较年老的星团，脱离主序星阶段的恒星较多，剩下的主序星之质量也较低，惟人们找不到任何脱离主序星阶段的红矮星，间接证明了宇宙年龄的存在。

至2005年，人们首度在红矮星身上，发现有太阳系外行星围绕旋转，第一颗行星的质量与海王星差不多，日距约为600万公里（0.04AU），其表面度约为摄氏150癈。2006年，人们又发现一颗与地球差不多的行星绕着另一颗红矮星旋转，这颗行星的日距为3.9亿公里（2.6AU），表面温度为摄氏零下220癈。

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