矮恒星行星可能因生命而发光

尽管我们的宇宙后院里满是行星，但似乎很少有行星适合生命存在。有些行星的轨道距离刚好适合水保持液态，但它们炽热的年轻恒星往往会向它们发射辐射，而辐射很快就会扼杀地球上的大多数生命。

然而，外星生命仍有可能找到出路。受到珊瑚物种吸收危险的紫外线并将其反射成无害的绿色和蓝色色调的启发，一个天文学家团队最近提出，系外行星上的整个海洋生态系统，例如围绕我们第二近恒星（仅次于太阳）运行的行星，也可能有同样的情况。如果是这样的话，整个行星可能会对其母星的耀斑做出反应，发出荧光，未来的望远镜可以捕捉到这种荧光。

“想象一下它会是什么样子，”康奈尔大学研究员、该提案的合著者之一丽莎·卡尔滕内格说。“这真是一个想想就很美好的事情。”

随着对系外行星（围绕其他恒星运行的行星）的探测不断增加，能够容纳生命的星球候选者也越来越多。Proxima b 距离地球最近，绕比邻星运行，距离地球仅 4 光年多。接下来是特拉普派行星，它们由 7 颗行星组成，距离地球 39 光年。所有行星的质量似乎都与地球相似，有些行星的轨道距离太阳不太冷也不太热，液态水可以避免结冰或沸腾。

但水并不一定能成为家园。这两颗恒星和 75% 的邻近恒星一样，都属于红矮星。这些气体球比我们的黄色太阳更小、更冷、更红。它们也往往更“活跃”，这是一个礼貌的天文学术语，意思是它们可能会用大规模和规律的太阳耀斑来烧烤附近的行星。比邻星是我们观测得特别好的邻居，它每年爆发五次——足以在短短五年内摧毁地球 90% 的臭氧。

Proxima b 和特拉普派行星与它们暗淡的恒星挤在一起，每 11 到 19 天绕行一次。这种距离使它们成为系外行星猎人的绝佳目标，因为它们经常从恒星前面经过（外星天文学家必须连续观察我们的太阳至少一年才能发现地球），同时也是地球生命居住的糟糕地方。如果没有臭氧来阻挡太阳的紫外线，即使是健康的缓步动物也活不了多久。“如果你或我降落在那里，”卡尔滕内格说，“那对我们来说非常不健康。”

但地球上的生命有幸在相对无紫外线辐射的环境中进化（或者至少数十亿年来一直享受臭氧的保护作用）。特拉普派海洋中出现的物种必须找到一种更有创意的方式来在紫外线的轰击下生存。“如果我们对生命有一点了解，”卡尔滕内格说，“它非常善于适应环境。”

例如，一些地球珊瑚已经发展出吸收高能紫外线辐射的能力，然后通过发出可见的低能量绿光或蓝光将其消除。康奈尔大学团队在他们最近的出版物中提出的类似“生物荧光”可能是在这样的星球上生存的关键。例如，卡尔滕内格设想了一个以水为基础的世界，世界上广泛分布着生物荧光浮游藻类，它们在主恒星和生态系统之间上演一场协调的灯光秀。“巨大的辐射击中了这颗行星，然后这颗行星——这个生物圈——会因辐射而发光，”她说。

下一代光学望远镜，例如目前正在智利阿塔卡马沙漠建造的极大望远镜（其真实名称），预计将于 2025 年开始运行，可能会捕捉到这种外星闪烁。

卡尔滕内格和她的同事杰克·奥马利-詹姆斯考虑了大量假想行星，这些行星被云层和发光生物不同程度地覆盖。他们发现，在理想情况下（没有云层，藻类完全覆盖行星），这样的行星在耀斑后会发出 13 倍的亮光。如果一颗行星的一半表面被云层遮挡，30% 的表面被生命覆盖，那么它的亮度会是原来的两倍。与陆地相比，云层覆盖了地球的大约一半，生物荧光珊瑚覆盖了地球表面的 0.2%。

“真正令人惊讶的是，你可以看到它，”卡尔滕内格说。“我们没有想到它的信号会比植被更强。”（植物也以独特的方式反射光线，这是另一个潜在的生命迹象）。

真正的确凿证据是探测到耀斑引起的辉光，以及含有氧气和一些分解氧气的化学物质的大气（表明生命在不断补充氧气）。系外行星猎人可能很快就会发现自己面临令人羡慕的问题：有太多的潜在行星需要调查，而生命大气或荧光的迹象可以帮助确定未来观测的优先顺序。

当然，整个想法都建立在一堆“如果”之上。如果这颗矮星没有将行星的大气层剥离到只剩下一层。如果行星上有水。如果生命找到了一种方法来消除紫外线辐射。如果藻类能够成功地覆盖行星的很大一部分。一些研究人员认为这些“如果”是实质性的障碍，但柯廷安表示，这种想法源于人类对这些外星环境的印象，而她正试图保持开放的心态。

“这对生命来说不是坏事，但对你我来说却是坏事，”她说，“这项[研究]只是让我们确保自己不会盲目，利用我们已知的地球多样性去寻找其他地方的生命。”

编者注：之前提到的危险红外光已改为“紫外线”，这才是真正危险的光源。