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富“爸爸”&穷“爸爸”: 生命更青睐在哪里诞生?
Release Time: 2023-05-21 18:26:48     Views:

    科学家们发现,在为生命诞生提供条件上,含有相对大量重元素的恒星不如贫金属恒星。最近,一个研究小组将恒星的金属度与其行星臭氧层相关联,发现随着宇宙年龄的增长,新行星上出现复杂生命变得越来越难。
    和地球上一样,臭氧可以保护行星表面(和居住在上面的生命)免受过多紫外线(UV)辐射。因此,臭氧保护层是复杂生命出现的一个重要先决条件。该研究的第一作者、德国马普研究所的科学家Anna Shapiro说:“我们想了解一颗恒星必须具备什么特性,才能让它的行星形成臭氧保护层。”


富金属恒星和贫金属恒星。
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    在所有被证明有系外行星环绕的恒星中,约有一半的恒星表面温度在5000至6000摄氏度左右。因此,研究人员研究了温度在这一范围内的恒星。
    在与单个氧原子和氧分子的反应中,臭氧既可以被创造,也可以被破坏。换言之,虽然长波UV-B辐射会破坏臭氧,但短波UV-C辐射却有助于在中层大气中产生保护性臭氧。Anna说:“因此,我们有理由认为,紫外线可能对系外行星的大气层也有类似的复杂影响。”然后,研究人员精确地计算出了恒星发出的紫外线的波长,并考虑了金属度的影响——恒星构成成分中氢与较重元素的比例。以太阳为例,太阳的金属度就是每31000个氢原子对应一个铁原子。接着,研究小组研究计算出的紫外线辐射如何影响围绕这些恒星运行的行星大气层,结果让科学家们感到惊讶。总的来说,贫金属恒星比富金属恒星发出更多的紫外线辐射。但是,产生臭氧的UV-C辐射与破坏臭氧的UV-B辐射的比例也主要取决于金属度:在贫金属恒星中,UV-C辐射占主导地位,从而形成了致密的臭氧层;富金属恒星则不然。
    Anna Shapiro总结道:“与预期相反,贫金属恒星为生命的出现提供了更有利的条件。”此外,这项研究还得出了一个几乎自相矛盾的结论:随着宇宙年龄的增长,它可能会变得越来越不适合生命存在。金属和其他重元素在恒星生命结束时形成于其内部,并且——取决于恒星的质量——以恒星风或超新星爆炸的形式释放到太空中,化为下一代恒星的组成材料。Anna说:“因此,每颗新形成的恒星都比其前辈拥有更多金属。”但这并不意味着寻找生命就毫无希望了。毕竟,在茫茫宇宙中,一切皆有可能。

来源 / https://phys.org/news/2023-04-metal-poor-stars-life-friendly.html 中国国家天文