生命能否存在，要看大气的厚度

生活中有多少气氛会太多？随着科学家发现越来越多的超级地球和微型海王星，这个问题变得越来越重要。

总的来说，我们认为这些行星的原子核是岩石结构，体积相似，而大气层的体积却大不相同。微型海王星看起来更像是一个有着厚厚大气层的气体巨星，这给表面带来了太多的压力。超级地球的大气层要薄得多。

最近的一项研究调查了当一颗微小的海王星接近一颗矮星时会发生什么。M级恒星在形成的最初十亿年非常不稳定。这些恒星产生的能量可能会剧烈波动，它们周围的行星可能会接收到比今天地球强100到10000倍的x射线和紫外线辐射。

在这样一个星球上形成生命是一个巨大的挑战。因为这些恒星相对较小，只有离它们较近的行星才能位于它们的可居住区。年轻时恒星释放的放射性物质会猛烈攻击这些行星的大气层，在大气层中留下很少的分子。

然而，如果一个微小的海王星的轨道由于恒星或其他行星的引力而逐渐接近恒星，会怎样呢？当然，在某些情况下，这个微小的海王星可以抓住足够的大气，成为一个超级地球——也就是说，比地球稍大，但仍然足够小，所以大气的体积是合理的。这是由华盛顿大学天文系博士生罗德里戈·卢格领导的一项新研究得出的结论。

卢格说:“这很可能会导致类似于我们所知的这些行星上的生命形式。”。

他说，在这种情况下，生命可能仍然需要应对放射性物质的攻击，但是随着恒星活动周期的逐渐结束，放射性强度将会降低。

大气问题

卢格的研究小组建造了不同类型的微型海王星模型，并改变了它们的轨道偏心率、质量和直径。他们发现，如果一颗行星要有生命，它的质量不能超过地球的2到3倍，这样它就能成为一个超级地球。如果质量太大，重力就会太强。这时，如果大气层的厚度足以抵抗恒星的辐射，那么行星表面的生命将会受到过大的大气压力。

在这种情况下，一个像超级地球一样大的行星可能是合适的，但它仍然面临一些挑战，成为生命的摇篮。这个模型假设一颗行星的初始大气成分是氢或氦，就像许多大型气态恒星一样。这种大气成分显然不适合生活。

研究表明，M级矮星可能从微小的海王星带走足够的大气，使其更适合生命。

一些科学家认为地球的大气(最重要的成分是氮和氧)是在火山爆发后形成的。然而，卢格指出，在一个不稳定的M型矮星附近，第二层大气(行星形成后形成的大气)可能与第一层大气一样被剥夺。如果假设的行星在接近M矮星之前主要成分是冰，那么当它接近M矮星时，它将逐渐变成水，这本身就是一个巨大的挑战。这种水基行星通常没有为生命提供能量的大陆或碳环。与此同时，水将对海底施加巨大压力，阻止地球内部的矿物质渗透到地表，而这些矿物质也是生命所必需的。

卢格说，“最后的结论是，这样一颗行星与地球完全不同。”

观察挑战

卢格说，目前的技术找不到这样的行星，因为它们离周围的恒星太远，太小，也太暗。如果行星离恒星更近，我们也许可以通过它对母星的引力影响来观察它的存在，但是这个距离太近了，不适合生命存在。

以CoRoT-7b为例。它的体积比地球大70%，它的轨道非常接近母星。当它在2010年被发现时，研究人员用模型估计，当它接近它的母星时，它将失去大部分大气层。

卢格希望有一架新望远镜，发现更多这种曾经微小的海王星。美国国家航空航天局的TESS(太阳系外行星勘测卫星)将于2017年发射。它的设计是观察围绕矮星运行的行星。

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