藝術(shù)家對(duì)半人馬座比鄰星系統(tǒng)中某顆行星表面的想象圖。圖片來源：歐洲南方天文臺(tái)M.科恩梅瑟

紅矮星構(gòu)成了銀河系中絕大多數(shù)的恒星。這種普遍性意味著目前已發(fā)現(xiàn)的巖石質(zhì)系外行星，大多數(shù)都圍繞紅矮星運(yùn)行——這也使得紅矮星成為天體生物學(xué)探測(cè)的重要目標(biāo)。然而，這里存在一個(gè)關(guān)鍵問題：天體生物學(xué)家尚不確定這類恒星所發(fā)出的光是否足以支持產(chǎn)氧型生命的存在。一篇由喬瓦尼科沃內(nèi)與阿梅代奧巴爾比撰寫的論文（已在arXiv預(yù)印本平臺(tái)發(fā)布）指出，答案可能是否定的——就恒星光而言，質(zhì)量與數(shù)量同等重要。根據(jù)他們的計(jì)算，類似地球的生物圈在紅矮星周圍極難維持。

他們的論點(diǎn)基于?的概念——即從輻射場(chǎng)中所能提取的最大有用功量。換言之，它衡量的是光的熱力學(xué)品質(zhì)，而不僅僅是其所含的原始能量。通常，在確定恒星的宜居帶時(shí)，天體生物學(xué)家關(guān)注的是可見光波段（波長范圍為400至700納米）內(nèi)光子的總數(shù)。

那么，光在系外行星上能做哪些有用功呢？其中最重要的一項(xiàng)或許是分解水分子。這一過程被稱為水的氧化，是光合作用過程中的一個(gè)動(dòng)力學(xué)瓶頸，能夠產(chǎn)生預(yù)期在生物標(biāo)志物中觀測(cè)到的氧氣。然而，生物系統(tǒng)要完成這一化學(xué)反應(yīng)，需要提供相當(dāng)可觀的動(dòng)力學(xué)能量。而紅矮星在提供這種能量方面存在兩個(gè)不利因素。

弗雷澤談?wù)搰@紅矮星運(yùn)行的宜居行星

紅矮星溫度較低，其輻射主要集中在紅外波段。其中僅有極少部分光子具有足夠高的能量來分解水分子。即便有部分光子能達(dá)到水分解所需的能量閾值，紅矮