在人类对宇宙生命的追寻中,红矮星系统曾被寄予厚望,然而圣地亚哥州立大学研究团队的一项新研究,却给这份期待泼了冷水。红矮星在银河系中极为常见,占比超过73%,其周围存在大量类地行星,原本被视为地外生命探索的热门区域,但最新研究却表明,这些行星上诞生复杂生命的可能性极低。
研究团队将目光聚焦于距离地球约40光年的TRAPPIST - 1系统,该系统拥有七颗类地行星,其中多颗处于理论上的宜居带,此前一直是地外生命探索的重点对象。科学家对该系统中可能存在的微生物光合作用进行详细建模后发现,以TRAPPIST - 1e为例,即便这颗行星上存在能进行光合作用的微生物,要积累到地球水平的氧气含量,最坏情况下需要630亿年。而整个宇宙的年龄仅有138亿年,这意味着在红矮星系统中,复杂生命演化所需的时间远远超出了宇宙的寿命。
造成这一现象的核心原因是红矮星的光照问题。红矮星发出的光线主要集中在红色和近红外波段,能量远低于太阳光。这使得光合生物产生氧气的速度极其缓慢,而氧气是生命从微生物演化到复杂形态的关键前提。没有充足的氧气,多细胞生命就无法出现,更别提进化出复杂动物了。
这项发表在arXiv预印本服务器上的研究,其影响不仅局限于单个恒星系统,而是给整个系外生命探索带来了严峻挑战。银河系中大约有1600亿颗红矮星,占所有恒星总数的70%至82%,是银河系中最常见的恒星类型。如果这些数量庞大的红矮星周围都难以孕育复杂生命,那么宇宙中适合高等生物生存的环境可能比我们之前想象的稀少得多。此前,人们默认“数量多=概率高”,认为红矮星占比高,出现宜居行星和复杂生命的可能性也更大,但此次研究打破了这一认知。
不过,研究团队也指出,红矮星系统中仍有可能繁衍简单的微生物生命。这些星球或许会永远停留在“微生物时代”,但生命本身的存在就具有非凡意义,能证明生命并非地球独有,这已是探索史上的重大突破。
面对红矮星系统的“暗淡前景”,研究团队为未来的系外行星搜寻指明了新方向。与其将资源浪费在数量众多但光照不足的红矮星系统,不如将重心放在与太阳更相似的G型、K型恒星上。虽然这类恒星在银河系中占比不高,G型恒星仅占6%左右,K型恒星约占13%,但它们发出的高能光子,可能是点燃生命演化引擎的关键燃料。像太阳这样的G型恒星,以及温度、亮度稍低的K型恒星,不仅辐射稳定,耀斑活动也远没有红矮星频繁,能为周围行星提供更温和的生存环境。此前发现的“超级地球”开普勒 - 442b,其主恒星就是一颗K型恒星,不仅处于宜居带内,还具备比地球更优越的生存条件,被认为是潜在的宜居星球。











