作者：文/虞子期
恆星耀斑在很大程度上限制了一顆行星的可居住性
為什麼人類已經發現了數千顆系外行星，但依然沒有搜尋到地外生命的資訊？正如大家所知，根據恆星的光譜分類來看，我們的太陽是一顆G型主序星。並且，當我們的太陽處於活躍時期的時候，也會像其他M型恆星一樣出現較大幅度的活動起伏。
尤其是當它們出現超級恆星耀斑爆發活動時，甚至還會對圍繞其執行的行星、以及該行星上可能誕生的生命帶來不可逆性傷害。但是，即便大家熟悉的太陽也不過是宇宙中再普通不過的一個恆星存在體，但此類恆星（G型主序星）會在其生命週期的現階段表現得相對更穩定。
大家都知道，太陽耀斑是重要的太陽活動現象之一。這種主要集中在太陽區域性大氣中的劇烈爆發，能在極短時間內釋放出超大能量。而這個爆發的過程，更會導致其向外部空間中發射強烈的電磁輻射。而在我們太陽系之外普遍存在的M型恆星紅矮星，其耀斑的威力則比我們熟悉的太陽還要強，這在很大程度上限制了一顆行星的宜居性。
大約每隔2000到3000年的時間，太陽便會發出10 35 erg左右的強光耀斑。而那些比太陽年輕、且擁有更快旋轉速度的M型恆星，其耀斑的發射頻率則是太陽耀斑基礎上的100倍左右，這也是該類恆星為什麼會被稱為耀斑恆星的根本原因。而且，目前人類所發現的大多數系外行星，其圍繞執行的母恆星大部分都是這樣的紅矮星，這同時也意味著它們的可居住性可能會比目前預估的情況更不樂觀。
表面溫度太高的紅矮星看上去是橙色的
行星磁層和恆星耀斑之間存在著怎樣的相互作用
不管是站在研究系外行星的層面，還是發現外星生命這個立場，科學家們對恆星活動和行星磁層間相互作用的研究都是至關重要。因為，所有行星都會遭受來自母恆星的輻射，其中包括、但不侷限於恆星耀斑。對於沒有磁層保護的行星而言，它的大氣層就將在受到侵蝕之後發生光化學變化，而X射線和非熱輻射則會共同將整顆行星包圍起來。
正爆發強烈恆星耀斑的紅矮星向圍繞其執行的行星噴發了大量輻射
反之，對於擁有磁層這個保護屏障的星球而言，不僅可以避免受到恆星耀斑的影響，更能讓星球自身的大氣層不被破壞。之所以我們能夠推測恆星耀斑對系外行星的影響，這主要得益於人類已經對地球磁層和太陽耀斑之間的作用模式有了深入瞭解。而在對系外行星遭受耀斑輻射的影響中，我們最為關注的一方面便是其對生命產生的直接影響。
大家都知道，來自恆星的輻射極具傷害性，並深刻地影響著一顆星球的可居住性。事實上，恆星耀斑對一個星球的輻射程度，同時取決於兩個重要因素，它們分別是該星球的大氣層深度和磁場強弱。如果這是一顆沒有足夠強大磁場和大氣層深度的行星，當其突然遭遇恆星耀斑所帶來的電離輻射時，便很可能會導致生物的現有棲息地變得不再宜居，甚至進一步導致生物的整體消亡。
幾乎沒有磁層保護的金星持續地流失了星球上的大量水資源
並且，即便是一些能量相同的恆星，只要它們的光譜型別不同，那麼其耀斑的可變性都存在五個不同的數量級。而在大氣深度這個方面，同樣也存在著類似的影響情況，大氣深度每增加一個數量級別，便可以讓星球受到的輻射量大幅減少3個數量級。雖然，磁場並不能在減少有害輻射這個方面表現得比大氣層更突出，但它的存在卻對行星大氣層的維持具有決定性作用。
被行星磁場保護的大氣層可對來自恆星耀斑的輻射起到有效遮蔽
從地球到系外行星-一顆星球的可居住性離不開磁層的庇護
毫無疑問，地球上現存的所有生命都是足夠幸運的。因為，我們不僅擁有地球這顆適合生命繁衍生息的承載體，同時還被正處於穩定狀態的G型主序星太陽的陽光照拂。人類從數百萬年前的古猿，進化到已知宇宙中的唯一智慧生命，相信與生俱來的好奇欲便是最大的源動力之一。
然而，並不是每一顆圍繞恆星執行的行星都能如此走運，不管是在我們自己所在的太陽系，還是太陽系之外的其他行星世界。我們總是將水這一種物質稱為生命之源，但你知道為什麼我們的地球上可以存在如此多的流動液態水體嗎？事實上，只有位於可居住在區域中的星體才會具有這樣的星體特徵。
地球原磁場的磁力線被太陽活動壓縮到了有限空間範圍之內
而行星的宜居性，同時又跟其圍繞執行的母恆星太陽的極端事件，以及星球所接收到的輻射量有很大關聯。比如，當我們的地球磁場遭遇太陽風的襲擊時，便形成了一個等離子體區域，科學家們將其稱為磁層。正是因為有了它的存在，才讓地球上的生命免受太陽風的致命傷害。
不同型別恆星的可居住性範圍劃分有所不同
當我們在對系外行星的可居住性進行研究的時候，首先需要透過實際觀測資料對其大氣壓力設定合理屬性。而那些具有適宜溫度、可讓星球表面水以液態形態存在的行星，便會被視為位於適合居住的範圍之內。雖然，根據開普勒的研究資料來看，圍繞著類太陽恆星（或紅矮星）執行的、位於可居住範圍之內的像地球一般大小的行星，宇宙中至少應該存在著400億顆以上。
但迄今為止，科學家們透過現有的探測技術只發現了大約四千多顆系外行星。而且，它們之中也只有極小的一部分行星，是位於恆星的可居住範圍之內。在這四千多顆系外行星中，大約有17顆行星處於恆星的保守可居住區域，以及30顆左右位於樂觀可居住區域的行星。而後者涉及的距離範圍比前者更廣，但可能性也相對降低了。
一顆系外行星圍繞著具有活躍恆星耀斑的紅矮星執行
然而，即便是位於所謂的可居住性範圍之內的這極少一部分行星。倘若該星球本身缺乏能夠免受恆星耀斑影響的強大磁層，那麼，這將意味著其真實的可居住性存疑。因為，不管是即將誕生的生命，還是依然存在於星球上的生命，一旦這顆行星上沒有了磁層的保護，便意味恆星耀斑所帶來的輻射可以在消失之前就終結這些生命的存在。
僅僅是在我們所在的銀河系之中，便普遍性的存在著擁有更強恆星耀斑的紅矮星，並且，我們也在它們的周圍找到了不少系外行星。但是，由於此類恆星本身的能量消耗量小，所以其可居住區域中行星和母恆星之間的距離較近。這將導致我們以為擁有可居住性的行星數量大幅減少，因為它們不見得擁有足夠強大的行星磁場和大氣層。簡而言之，磁層給予生命的饋贈，並不是那些被我們賦予浪漫氣息的極光，而是生命本身。
