尋找外星生命最合適的地方在哪里？類似太陽系的星系，就一定有外星人嗎？像我們的太陽這般質(zhì)量大小的恒星演化到生命的最后階段，會發(fā)生一場戲劇性的“回光返照”：先是膨脹成比原來體積大數(shù)百萬倍的紅巨星，然后把外層氣體拋擲一空，只留下一個黯淡、超級致密的內(nèi)核，其體積不超過一個地球般大小。這最后剩余的就是白矮星。我們的太陽在40～50億年后就將成為一顆白矮星。
在白矮星內(nèi)部，核反應(yīng)已經(jīng)停止。但因為它在形成之初“體溫”就非常高，所以像一塊燒紅的鐵，還可以繼續(xù)發(fā)光，只是所發(fā)的光比起壯年的恒星要黯淡得多而已。它在余生，將通過持續(xù)的熱輻射慢慢冷卻，變成一顆沒有一口“余氣”的“黑矮星”。不過這個過程非常緩慢，要持續(xù)上百億年時間，甚至超過了宇宙目前的年齡。
所以，白矮星可謂“垂死”的恒星。一直以來，尋找外星生命的科學家對此類恒星很少感興趣，理由很簡單：倘若連恒星自身都在“垂死”，那怎敢奢望在它周圍會出現(xiàn)一個生機盎然的世界？
但近年來的一些研究表明，以前的想法錯了。
不利于生命生存的一面
對于一個恒星系里生命到底能否生存的問題，最重要的考慮第一是有沒有像地球一樣的巖石質(zhì)行星；第二是行星上是否具備液態(tài)水存在的條件，或者說，是否有可供生命棲居和繁衍的“適宜居住帶”（即溫度適宜液態(tài)水存在的地帶）?，F(xiàn)在我們就這兩方面對白矮星周圍的環(huán)境做一番考察。
前面說過，恒星演變成白矮星，要經(jīng)過紅巨星階段，體積膨脹數(shù)百萬倍，把外圍的物質(zhì)拋擲一空。所以即使這顆恒星原先擁有行星，在這一階段，行星也將要么被恒星吞噬，要么在膨脹的恒星物質(zhì)的沖擊下，被“驅(qū)逐”出星系。這就是天文學家目前看到的白矮星都“孑然一身”的原因。
沒有行星，當然外星生命就無從談起。不過就算有了行星，對于生命來說，也遠遠不夠，行星還必須處于“適宜居住帶”上才行。
由于白矮星的亮度比壯年恒星要黯淡得多，為了保證液態(tài)水的存在，“適宜居住帶”離白矮星的距離要比地球離太陽的距離要近得多。經(jīng)過計算，白矮星上的“適宜居住帶”離白矮星在0.005～0.02 AU（中文叫天文單位，地球到太陽的距離被定義為1 AU）之間——太近了水就變成氣態(tài)了，太遠了水就變成固態(tài)了。
在這么近的距離上，還會發(fā)生天文學上所謂“潮汐力捆鎖”的現(xiàn)象，即行星在白矮星引力的作用下，自轉(zhuǎn)漸漸停止，最后變成了一張永恒的“陰陽臉”：一面始終正對著白矮星，一面始終背對著白矮星，正如現(xiàn)在月球?qū)χ厍虻哪莻€樣子。這對于營造適宜生命生存的氣候條件自然也是十分不利的。
有利于生命存在的一面 壞處說盡了，再來說說好處。 雖然恒星經(jīng)過紅巨星階段，把自己原有的行星都摧毀或者驅(qū)逐了，但在這一階段結(jié)束之后，不排除白矮星可以通過以下兩種途徑獲得行星：一是，從別的路過的星系“搶”些行星進來；二是，利用自己周圍的塵埃物質(zhì)重新形成新的行星。事實上，天文學家的確看到很多白矮星周圍都帶有塵埃盤，而且提出了許多白矮星系形成行星的可能機制。
對于外星生命來說，白矮星系的巨大優(yōu)勢是它能非常穩(wěn)定地存在非常長的時間。
我們的太陽是通過核聚變來燃燒的，說實話，它所發(fā)出的光和熱并不太穩(wěn)定，所以它只要“打個噴嚏”，就會引起地球氣候的劇烈變化。所幸我們正處于太陽活動最穩(wěn)定的時期，但這一時期最多也只能再維持20～30億年。
還有一類質(zhì)量只及太陽質(zhì)量7%～60%的恒星，叫紅矮星。這類恒星由于內(nèi)部氫燃燒得緩慢，因此擁有較長的壽命；還有，它內(nèi)部的引力根本不足讓氫燃燒的產(chǎn)物即氦繼續(xù)聚合下去，所以不會膨脹成紅巨星；再加上它們在宇宙中數(shù)量眾多（70%的恒星都是紅矮星）。因為這三個優(yōu)勢，目前被天文學家認為是存在生命的熱門候選者。但紅矮星也有一個致命的弱點，即在它生命的很長一段時間內(nèi)，活動非常劇烈：每天幾次的耀斑出現(xiàn)時，紫外輻射會瞬間增強幾百到上萬倍。在那幾分鐘內(nèi)，恒星由紅色變成了藍色，這么強烈的紫外線會殺死行星上的一切生命。
白矮星則比紅矮星和正處于壯年的恒星都要穩(wěn)定多了。它是靠著熱輻射發(fā)光發(fā)熱的，這個過程非常緩慢而穩(wěn)定，它的“適宜居住帶”可以穩(wěn)定存在80億年以上，所以在白矮星附近的“適宜居住帶”上，某些形式的外星生命有足夠的時間孕育、誕生和進化。此外，白矮星是很常見的一類天體，目前在宇宙中占恒星總數(shù)的大約5%，隨著時間的推移，這一比例還將不斷提高，因為90%的恒星最后都將變成白矮星。從統(tǒng)計學的角度來說，這也是一個無可比擬的數(shù)量優(yōu)勢。
我們地球上的植物靠光合作用維持生存，但光波的范圍很廣，只有特定波段的光波才能被用來光合作用。最近新的一項研究表明，在白矮星的“適宜居住帶”上，接收到的光的波段，正適宜植物進行光合作用。此外，對于生命，一個很大的威脅是過強的紫外線，因為紫外線會破壞生物體上的DNA。但英國天文學家通過模擬計算發(fā)現(xiàn)，在白矮星的“適宜居住帶”上，紫外線輻射出奇得溫和。這進一步掃除了天文學家對白矮星的偏見。
最容易找到 外星生命的地方 有一個笑話說，一個醉鬼一天晚上在回家的路上掉了錢，他圍著路燈下的一小塊地方翻來覆去地找。人家問他錢是在哪兒丟的，他說不知道，因為他走了很長一段路程。那人就笑了，說那你為何老在這里找？醉鬼頗有哲理地說，因為這里是唯一有亮光的地方。
用醉鬼的這個例子來比喻目前尋找外星生命的天文學家的處境，倒是頗合適的。為了尋找外星生命，他們總得先找出生命所需的“落腳點”——行星；而且也只能在已發(fā)現(xiàn)的行星上尋找生命的痕跡?？墒蔷湍壳暗挠^測技術(shù)而言，連尋找太陽系外行星都非常難辦，所以不管有無生命，一旦找到一顆太陽系外行星，他們就要高呼萬歲了。
就便于尋找行星這一點而言，白矮星正迎合他們的“口味”，因為要是白矮星周圍存在行星，那么它們是非常容易被發(fā)現(xiàn)的。
目前天文學上尋找太陽系外行星最常用的辦法之一是“凌星法”，即行星在繞著恒星公轉(zhuǎn)時，在我們的觀測視野中，會周期性地遮擋住部分恒星的光線，如此一來就泄露了它們的行蹤；遮擋的光線比例越大，發(fā)現(xiàn)起來越容易。對于白矮星來說，因為它的尺寸非常小，通常只有一個地球那么大小，所以要是有行星穿越其表面，那會遮擋住很大一部分光線。譬如，如果地球從太陽前面經(jīng)過，只會讓太陽的亮度減弱0.01%；但要是讓一顆處在“適宜居住帶”上的地球大小的行星，從白矮星前面經(jīng)過，白矮星的亮度就會減弱50%。
而且處于白矮星“適宜居住帶”上的行星，由于它們離白矮星近，公轉(zhuǎn)周期短，所以“凌星”現(xiàn)象發(fā)生得更為頻繁。
這一切都為天文學家去發(fā)現(xiàn)白矮星的行星提供了極大的便利。正是基于上述原因，天文學家已經(jīng)緊鑼密鼓地開始工作。預(yù)計設(shè)在智利的大型視場全景巡天望遠鏡建成之后，10年內(nèi)將能發(fā)現(xiàn)大約1000萬顆白矮星，到時候他們就可以一顆一顆地甄別，看看有沒有處在“適宜居住帶”上的行星。
