恒星是宇宙中最常見(jiàn)的物體，也是整個(gè)星系中最基本結(jié)構(gòu)。紅矮星被天文學(xué)家認(rèn)為是宇宙中數(shù)量最多的恒星，在整個(gè)銀河系中，紅矮星的數(shù)量占恒星總數(shù)的80％以上。而隨著天文學(xué)家在其它恒星周?chē)?，發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的系外行星時(shí)，我們最關(guān)心的問(wèn)題無(wú)非就是它們是否適合居住、那里可能存在生命嗎？

到目前為止，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了50多顆存在于宜居帶內(nèi)的系外行星，所謂宜居帶就是指恒星周?chē)赡艽嬖谝簯B(tài)水的范圍。行星太靠近恒星表面的水會(huì)被蒸發(fā)，并被吹入太空，就像太陽(yáng)系中的水星一樣，而距離恒星太遠(yuǎn)，水會(huì)被凍結(jié)，就像木星和土星的那些冰冷衛(wèi)星一樣。

這些被發(fā)現(xiàn)處于宜居帶的系外行星的主恒星，大多數(shù)都是紅矮星。因?yàn)槲覀兊你y河系中70%的恒星都是紅矮星，離太陽(yáng)最近的65顆恒星中有50顆是紅矮星。

比如離我們最近的恒星比鄰星就是一顆紅矮星，紅矮星的體積不太大，通常質(zhì)量只有太陽(yáng)的15%到50%。這些恒星周?chē)臈l件與我們的太陽(yáng)系非常不同，但既然這是銀河系中最常見(jiàn)的恒星，那么生命能在那里生存嗎？

在過(guò)去，科學(xué)家們一直認(rèn)為紅矮星周?chē)沫h(huán)境過(guò)于惡劣，不適合生命生存。在尋找外星生命的時(shí)候，通常也會(huì)忽略掉紅矮星系統(tǒng)，不過(guò)最近幾年一些新的研究成果表示了不同的看法。

因?yàn)榧t矮星的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于像太陽(yáng)這樣的紅矮星，質(zhì)量小也就意味著星體內(nèi)部的核反應(yīng)較弱。表面溫度通常低于3500k，釋放出的光也比太陽(yáng)弱的多，有時(shí)更可低于太陽(yáng)光度的萬(wàn)分之一。質(zhì)量低于0.35太陽(yáng)質(zhì)量的紅矮星，通常沒(méi)有太陽(yáng)那樣的輻射層構(gòu)造，會(huì)有充分的對(duì)流。

氦元素會(huì)在恒星內(nèi)部均勻分布，而不會(huì)在核心累積。

紅矮星是不會(huì)像太陽(yáng)那樣在演化末期膨脹成紅巨星，而會(huì)逐步收縮，直至氫元素耗盡。

這也使得紅矮星在恒星模型中壽命可以達(dá)到數(shù)百億、數(shù)千億甚至數(shù)萬(wàn)億年，不過(guò)紅矮星有一個(gè)對(duì)生命演化來(lái)說(shuō)非常不利的難關(guān)。

由于紅矮星會(huì)比太陽(yáng)之類(lèi)的大恒星更快地旋轉(zhuǎn)，這會(huì)產(chǎn)生更極端的磁場(chǎng)，因而產(chǎn)生巨大的能量。在紅矮星誕生初期的1億年中，它的耀斑爆發(fā)出的能量要比太陽(yáng)的典型耀斑的能量要強(qiáng)烈10萬(wàn)倍。

年輕的紅矮星會(huì)每天釋放一次、甚至幾次這樣的耀斑，耀斑爆發(fā)時(shí)的紫外輻射會(huì)瞬間增強(qiáng)幾百到上萬(wàn)倍，沒(méi)有任何生命能承受如此強(qiáng)烈的輻射。另外，強(qiáng)烈的耀斑爆發(fā)會(huì)吹走周?chē)行巧系奈镔|(zhì)。

我們?cè)^測(cè)到一顆距離我們32光年外，僅誕生1200萬(wàn)年的年輕紅矮星AU Microscopii。通過(guò)哈勃望遠(yuǎn)鏡的圖像發(fā)現(xiàn)大量的物質(zhì)以每秒10公里的高速度，被推離恒星。如果在挨過(guò)了最初1億年的極端耀斑期，可能演化出生命嗎？

之前幾十年的研究，科學(xué)家們認(rèn)為這很難。如果假設(shè)紅矮星周?chē)行行菄@，也會(huì)由于它們之間相距過(guò)近，行星會(huì)被紅矮星鎖定，就像月球被地球鎖定一樣。

行星將只有一面面對(duì)紅矮星，承受高溫和輻射；而另一面永遠(yuǎn)處于黑暗之中，溫度低到零下幾百度。只有在兩面交界的區(qū)域，才可能會(huì)因?yàn)檫m宜的溫度允許生命演化，不過(guò)挑戰(zhàn)還在繼續(xù)。

雖然行星溫度可能合適，并且有液態(tài)水的存在，但科學(xué)家們計(jì)算得出紅矮星并沒(méi)有適合進(jìn)行光合作用的光子頻率。在地球上，食物鏈底端基礎(chǔ)是植物，它們吸收400到700納米波長(zhǎng)的光作為能量，進(jìn)行光合作用。然后動(dòng)物吃植物，形成最簡(jiǎn)單的食物鏈。

而在紅矮星系統(tǒng)中，由于紅矮星的特殊光譜，即使行星位于紅矮星周?chē)囊司訋АＫ仓荒芙邮盏捷^長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅光和紅外光，以及較短的紫外線，并沒(méi)有足夠的正確頻率范圍內(nèi)的光子，來(lái)支持像地球這樣的生物圈。

這些原因也是長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們認(rèn)為紅矮星系統(tǒng)不可能存在生命的原因。

難道紅矮星系統(tǒng)就不可能存在生命了嗎？

維拉諾瓦大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)多年對(duì)巴納德星系統(tǒng)的研究，有了一些不同的看法。巴納德星是一顆質(zhì)量非常小的紅矮星，它的質(zhì)量約為太陽(yáng)的17%、直徑約是太陽(yáng)的1/6、亮度很弱，以肉眼觀測(cè)是看不見(jiàn)的。

在蛇夫座附近，距離地球僅約6光年遠(yuǎn)，是比鄰星之后，距離地球最近的恒星。它有一顆并不處于宜居帶的行星，繞行巴納德星的軌道距離比水星距離太陽(yáng)還近，平均表面溫度零下170攝氏度，但它的質(zhì)量是地球質(zhì)量的3.2倍、半徑是地球的1.37倍。它是一顆大型行星，可能具有一個(gè)大型的鐵、鎳和鋅和大量的地?zé)峄顒?dòng)。

這種情況和木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二相似，它可能有一層厚厚的冰層，覆蓋著液態(tài)海洋。這些海洋有著足夠的地?zé)崮芰縼?lái)支持生態(tài)系統(tǒng)的活動(dòng)，而不需要依賴(lài)恒星輻射。

事實(shí)上在銀河系中，這樣的行星環(huán)境比我們的地球更加普遍。還有一個(gè)不可忽視的原因，就是紅矮星會(huì)比太陽(yáng)更持久，不像我們的太陽(yáng)只剩下幾十億年的壽命，紅矮星可以持續(xù)10000億甚至更多年。只要生命以某種方式在地下或者冰下，躲過(guò)了最初1億年的極端耀斑期，它們將會(huì)有數(shù)萬(wàn)億年的時(shí)間來(lái)進(jìn)化。至于它們會(huì)不會(huì)存在或者能進(jìn)化成什么樣，我們現(xiàn)在的觀測(cè)手段確實(shí)了解有限。