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【聚看点】小个头的红矮星，为啥被科学家认定是生命的摇篮？

来源：科普中国

恒星，是宇宙中可见物质的主体，占据了整个宇宙可见物质的99%。为啥说是可见物质呢？因为现代科学研究认为，宇宙中真正占据主导地位的是不可见物质，即暗能量和暗物质，这两种物质占据了整个宇宙质能的约95%。

今天我们不说这些看不见摸不着的东西，只说说活跃在我们视界的恒星。

恒星的一生大致分为三个阶段，即诞生期、成熟稳定期、衰亡期。诞生期和衰亡期占恒星总寿命比例很小，成熟稳定期占据了恒星生命周期的90%以上。这段时间的恒星叫主序星阶段，主要活跃着红矮星、橙矮星、黄矮星、蓝矮星等恒星。


(资料图片仅供参考)

有人认为还有褐矮星，但这种恒星由于太小，核心压力和温度无法点燃氢核聚变，因此被称为失败的恒星，我认为不应该在恒星里算账。

这样，真正发光发热辐射太空的恒星就主要是指红矮星、橙矮星、黄矮星、蓝矮星等恒星了。这些恒星种类的划分主要是依据恒星的质量和光谱，总体上说，质量越大的恒星亮度就越大，因此恒星的光谱类型与恒星质量密切相关。

天文学家们把恒星光谱类型划分为七大类，即：O、B、A、F、G、K、M。当然，每个光谱类型有一个幅度范围，因此科学家们又把这些大类每一类分出10个次型，用0～9阿拉伯数字标注，如A1型或G2型等等。

这样就形成了以太阳质量为倍数的恒星质量与光谱关系，按从小到大排列：M型光谱的恒星是指质量最小的红矮星，其质量跨度在太阳的0.08～0.5倍之间，表面温度约为2000~3500K，颜色为红色，亮度约为太阳的4%；K型光谱的恒星是橙矮星，质量在太阳的0.5～0.8倍之间，表面温度约在3500~5000K，颜色为橙色，亮度约为太阳的40%。

再往上就是我们太阳所属的光谱类型了，即光谱为G型的黄矮星，质量在太阳的0.8～1.7倍之间，表面温度约在5000~6000K，颜色为淡黄白色，亮度在太阳0.8倍到6倍之间。我们的太阳属于G2型光谱。

再上去就是蓝矮星了，就是比黄矮星质量要大的恒星，分了四个光谱档次，即F、A、B、O型。这部分恒星就是中大质量的恒星了，少则太阳质量数倍，多则数十倍甚至200倍，表面温度在7500k以上到60000K，颜色从白色往上到蓝白色，乃至蓝色，亮度为太阳的数万倍到140万倍。

由此可见，质量越大的恒星，温度越高，亮度越高。但恒星的寿命却与质量恰恰相反，质量越大的恒星寿命越短。

由此恒星寿命差距拉开得很大，寿命最短的只有数百万年，最长的有数万亿年。这是因为恒星质量越大，核心压力和温度就越高，氢核聚变反应就越激烈越狂野，燃料消耗得就越快。恒星核心燃料一旦告罄，就到了演化的末期衰亡阶段。

恒星的死法也是质量越大越激烈，一般太阳质量0.5倍以上的恒星，到了末期都有可能引发氦聚变，最终反应到碳结束，这样会导致星体膨胀，成为红巨星，外围气体散尽到太空后，核心会留下一个很小的白矮星。

而大于太阳质量8倍的恒星，演化末期内部会发生热核失控，引发超新星大爆炸，最终或被炸得粉碎飘散在太空，或留下一颗中子星；大于太阳质量30～40倍的恒星，超新星大爆发后核心留下的是一颗黑洞。

今天我们就不展开说恒星死亡之壮烈，主要说说科学家为啥那么看好红矮星，认为红矮星是生命的摇篮，或者说生命的最终归宿。

其实简单地说，就是三个原因。

第一，红矮星寿命最长。

恒星，是生命获得能量的基本条件，可以说，没有恒星就没有生命，更没有智慧和文明的出现。而生命和文明是需要时间来孕育的，就像太阳和地球年龄已经46亿岁了，生命虽然也经历了几十亿年的发展和进化，但智慧和文明依然很稚嫩，人类的活动范围还主要是在孕育我们的地球，以及在地球的附近转悠，飞出太阳系更是个梦想。

我们的太阳是一颗黄矮星，寿命在100亿年左右，现在年龄已经到了中年，46亿岁了，还有50多亿年就会寿终正寝了，那时，太阳会变成一颗红巨星，直径扩张到现在的200倍左右，边缘正好到了地球轨道附近，地球很可能被太阳的烈焰气化吞噬掉。

这时候，整个太阳系已经七零八落，生命早就不复存在了。研究认为，太阳从现在开始，顶多还能支持生命存在10亿年，10亿年后，太阳的亮度要增加10%，那时候地球会海枯石烂，早就不宜居了。

人类是否能够发展到星际文明，逃出太阳系在其他恒星系统或星际空间继续生存，谁也不知道。但有一点是非常重要的，就是生命的孕育和文明的发展提升需要稳定的空间环境，因此恒星寿命和稳定期是生命和文明发展的必要条件。

红矮星是质量最小的恒星，根据恒星寿命规律，其寿命最长。按质量和光谱划分，最大的红矮星以太阳质量0.5倍封顶，寿命可达500亿年；较小些的红矮星，寿命都在1000亿年以上；更小的红矮星寿命甚至可达万亿年乃至数万亿年。

红矮星的超长寿命，给生命和智慧的孕育和发展提供了长久的机会。就是人类在未来无法在太阳系待下去的时候，必然要寻找其他的星际安身之地，最有可能的就是会寻找一颗红矮星，依靠那里的稳定能量继续繁衍生息。

距离我们最近的一颗恒星叫比邻星，就是一颗红矮星。比邻星质量约为太阳的八分之一，寿命可达1000亿年以上。科学探测发现，这颗距离我们4.22光年的弱小恒星有3颗行星相伴，其中两颗处于宜居带，具有生命存在的条件。

第二，红矮星是宇宙中存在最多的恒星。

在我们银河系有约4000亿颗恒星，其中像我们太阳这样的黄矮星约占10%，比太阳质量大的恒星总量只有约3%，比太阳质量小一些的橙矮星约占12%，其余的75%就都是红矮星了。

观测发现，距离太阳最近的10组恒星中，就有9颗是红矮星；围绕着太阳较近的50颗恒星中，有80%以上为红矮星。

进一步科学考察发现，以太阳为中心的1500光年内，不同光谱类型的恒星数量约为：B型星占1%，A型星占1.5%，G型星占13%，K型星占20%，M型星占56%，根据光谱与质量的关系，红矮星占据了绝大多数，与上述估计相当。

宇宙中有如此众多的红矮星，且寿命超长，生命和文明不在这种地方孕育发展，似乎有些天理不容了。

第三，红矮星有长久的稳定时期。

生命孕育需要一个较为安逸的环境，但早期的科学研究认为，红矮星并不适宜生命孕育繁衍，当然也就不适宜文明孕育和发展了。

理由是：红矮星质量小温度低，如果一颗孕育生命的行星要在这种小质量恒星的宜居带，就必须距离恒星很近。所谓宜居带就是恒星辐射到行星的热量，正好适宜液态水的存在，也就是行星气温要在0度上下一个适宜的区间。

比如距离我们最近的恒星比邻星，有一颗处于宜居带的行星叫比邻星b，距离主恒星就只有约700万公里，只有地球到太阳的二十一分之一。由于这种距离，必然会导致两种现象，一是行星公转速度必须非常快，这样才不至于被恒星引力拉入怀抱；二是会被恒星引力潮汐锁定，就是一面一直向着恒星。

比邻星b就是这样，公转周期只有11.2天，而且已经被比邻星潮汐锁定，一面受着恒星的炙烤，另一面永远背着恒星，沉浸在黑暗和酷寒中。

还有一种理由就是：红矮星在生命周期早期，一般以耀星的形式出现，就是表面极不稳定，会经常爆发出巨大能量的耀斑，这种巨大能量爆发在太阳身上要十几二十年才会有一次，而红矮星身上却是几周就会发生一次。

这样，这种巨大的能量辐射袭击距离很近的行星，不可能让生命和文明得到孕育。

但科学家们经过几十年的跟踪研究有了新的发现和认知：即便红矮星的行星被潮汐锁定，只要这颗行星有大气层，大气的流动能够传递热量，即便永远黑暗的背阴面也会有温暖；而红矮星度过早期的狂野阶段，后面有大把的时间处于稳定成熟期，这个时期比太阳类恒星长很多很多，足够生命的孕育和文明的发展。

由此，比较之下，现在的科学界，尤其是天文学家和宇宙物理学家们普遍认为，宇宙中最适宜生命和文明孕育和发展的摇篮，或者说宇宙文明的最终归宿，就非红矮星莫属了。对此，各位怎么看？欢迎讨论。

时空通讯原创文章，请尊重作者版权，感谢理解支持。

关键词： 太阳质量 表面温度

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