美国宇航局戈达德太空飞行中心的太阳科学家弗拉基米尔埃拉佩蒂安领导的研究小组开发了一个模型来估计红矮星周围系外行星上氧离子的逃逸率，这对确定系外行星的可居住性起着重要作用。这项研究发表在《天体物理学杂志快报》上。
“如果我们想找到一颗可以发展和维持生命的系外行星，我们必须找出哪些恒星可以成为最好的父母。我们越来越接近理解我们需要什么样的母星，”Airapetian博士说。
为了确定恒星的可居住区域，天文学家一直在考虑恒星发出的热量和光的数量。
比太阳大的恒星会产生更多的热和光，所以宜居区域一定更远。较小、较冷的恒星产生了紧密的可居住区域。
但是有了热和可见光，恒星会发出X射线和紫外线，并产生恒星喷发，如耀斑和日冕物质抛射——统称为太空天气。
这种辐射的一个可能影响是大气侵蚀，其中高能粒子将大气分子，如水的两种成分氢和氧，拖入太空。
该团队针对可居住区域的新模型现在考虑到了这一影响。
寻找适合居住的行星通常是在红矮星上进行的，因为它们是宇宙中最酷、最小和最多的恒星——所以它们相对适合小行星探索。
“当我们在银河系中看到年轻的红矮星时，我们发现它们的亮度比我们今天的太阳低得多。根据经典定义，红矮星周围的可居住区域离太阳的距离必须是地球的10到20倍，”Airapetian博士说。
“现在我们知道，这些红矮星通过频繁的耀斑和恒星风暴，在系外行星的宜居区域产生大量的X射线和极紫外辐射。”
每天，年轻恒星都会产生超级光晕、强大的耀斑和火山爆发，其强度至少是在太阳上观察到的10倍。
当高能X射线和极紫外辐射首先将分子分解成原子，然后电离大气气体时，超散射会造成大气侵蚀。
电离过程中，辐射撞击原子并击倒电子。
电子比新形成的离子轻得多，所以它们可以很容易地逃脱重力的引力，进入太空。
相反，随着越来越多带负电的电子产生，它们会产生强烈的电荷分离，这种分离会将带正电的离子吸引出大气，这一过程称为离子逃逸。
“我们知道，氧离子逃逸发生在地球上的小范围内，因为太阳只显示了年轻恒星活动的一小部分。美国宇航局戈达德太空飞行中心的合著者亚历克斯格洛瑟博士解释说，为了看看当你获得更多高能量输入时，如何从年轻恒星中看到这种效应，我们开发了一个模型。
这个模型估计了红矮星周围的氧气逃逸，假设它们不能补偿火山活动或彗星撞击。
各种早期大气侵蚀模型表明，氢最容易被离子逸出。
作为最轻的元素，氢很容易逃逸到太空，这可能会留下富含重元素(如氧和氮)的大气。
但是，当天文学家占据超级火焰时，他们的新模型表明，年轻红矮星的猛烈风暴将产生足够的高能辐射，甚至可以逃脱氧气和氮气，而氧气和氮气是构成生命的必要分子。
“X射线和极紫外能量越多，产生的电子越多，离子逃逸效应就越强，”格洛瑟博士说。
“这种效应对恒星发出的能量非常敏感，这意味着它必须在决定什么是宜居行星方面发挥重要作用。”
仅考虑到氧气的逃逸，该模型估计一颗年轻的红矮星可以使这颗系外行星在几千万到一亿年内无法居住。
在生命有机会发展之前，大气中氢和氧的损失将减少和消除地球的水供应。
该团队的模型对比邻星b有影响，比邻星b是最近发现的一颗围绕半人马座比邻星的系外行星。
Airapetian博士和他的合著者将该模型应用于系外行星，该行星围绕地球和太阳运行的轨道大约是地球的20倍。
考虑到恒星的年龄和地球与比邻星的接近程度，该团队预测系外行星将受到大约每两小时发生的超辐射X射线和紫外线辐射的影响。
他们估计氧气将在1000万年内从比邻星b的大气中逸出。
此外，强烈的磁场活动和恒星风加剧了本已严峻的太空天气条件。
作者得出结论，比邻星b不太可能适合居住。
“在这项研究中，我们对年轻红矮星周围的行星有悲观的结果，但我们也更好地了解了哪些恒星具有良好的可居住性前景，”Airapetian博士说。
“随着我们对主星需求的了解越来越多，越来越多的人认为我们的太阳只是那些完美的母星之一，支撑着地球上的生命。”