在宏大的宇宙尺度上，我們所在的宇宙小角落並沒有那麼特別──這個想法是宇宙的核心哥白尼原理。然而，我們的星球有一個主要方面確實很奇特：我們的太陽是一顆黃矮星。
因為我們的母星是我們最熟悉的恆星，所以很容易假設黃矮星和白矮星（FGK 矮星）在宇宙的其他地方很常見。然而，它們距離銀河系中數量最多的恆星還很遠。這種特殊的羽毛屬於另一種類型的恆星－紅矮星（M矮星）的帽子。
紅矮星不僅構成了75%在銀河系的所有恆星中，它們比太陽等恆星溫度低得多，壽命也長得多。壽命長得多。
我們預計太陽的壽命約為 100 億年；紅矮星的壽命預計可達數兆。事實上，自宇宙誕生以來的 134 億年裡，還沒有一顆行星到達主序星壽命的終點。大霹靂。
由於紅矮星如此豐富、如此穩定，而且我們不應該自動認為自己在宇宙中是特殊的，因此我們沒有繞著紅矮星運行的事實應該有點令人驚訝。然而，我們在這裡，繞著一顆不那麼常見的黃矮星運行。
這，根據一篇論文哥倫比亞大學天文學家大衛·基平提出的「紅天悖論」是費米悖論，這質疑為什麼我們在廣闊的宇宙中還沒有發現任何其他形式的智慧生命。
“解決這個悖論”他寫道，“將為未來遠程生命感測實驗的目標和宇宙生命的極限揭示指導。”
圍繞紅矮星 TRAPPIST-1 運行的行星系統的藝術家想像圖。 （馬克·加利克/科學圖片庫/蓋蒂圖片社）
紅矮星對於尋找外星生命來說是一個有吸引力的前景。它們的燃燒溫度不像類太陽恆星那麼熱，這意味著圍繞它們運行的任何系外行星都需要更接近才能達到適合居住的溫度。反過來，這可能會使任何此類系外行星更容易被發現和研究，因為它們繞恆星運行的頻率比地球繞太陽運行的頻率更高。
事實上，天文學家已經發現了相當多的岩石系外行星——例如地球，金星和火星– 在這個宜居帶中繞軌道運行的紅矮星。其中一些甚至還比較接近。它是誘人的東西，而且看起來紅矮星至少應該在某個地方存在生命，這就是天體生物學家正在尋找的原因。
基平在他的論文中提出了解決紅天悖論的四個解決方案。
決議一：不尋常的結果
首先，我們只是一個奇怪的人。如果兩種恆星周圍生命出現的速度相似，那麼地球就是一個異常值，而我們繞太陽運行的出現只是一個隨機的機會，只有百分之一的機會。
這將與哥白尼原理產生緊張關係，哥白尼原理指出，宇宙中沒有特權觀察者，我們在宇宙中的地位是相當正常的。對我們來說，成為異常值意味著我們的位置是不是很正常。
這個答案並非不可能，但也不是一個特別令人滿意的答案。其他三個決議提供的答案不僅更令人滿意，而且實際上是可測試的。
決議二：紅色天空下的壓抑生活
根據這項決議，基平認為黃矮星比紅矮星更適合居住，因此，紅矮星周圍出現生命的頻率要低得多——大約少了 100 倍。有很多理論證據支持這個想法。例如，紅矮星往往很吵鬧，有很多耀斑活動，而且往往沒有類木星行星。
「許多理論工作都對 M 矮星上複雜生命的合理性提出了質疑，其中包括潮汐鎖定和大氣塌陷、恆星活動影響的增加、前主序階段的延長以及潛在有益的木星大小的缺乏等問題。同伴們”基平寫道。
“在此基礎上，有很好的理論推理來支持決議二，儘管我們強調它仍然未經觀察證實。”
藝術家對紅矮星釋放巨型耀斑的印象。 （美國太空總署戈達德太空飛行中心/S. Wiessinger）
決議三：複雜生命的截斷窗口
這裡的論點是，生命根本沒有足夠的時間在紅矮星周圍出現。
這可能看起來違反直覺，但它與恆星生命的前主序階段有關，在它開始融合氫之前。在這種狀態下，恆星燃燒得更熱、更亮。對於紅矮星來說，它持續大約十億年。在此期間，任何可能適合居住的世界都可能引發失控的永久性溫室效應。
這可能意味著白矮星和黃矮星上的岩石行星上出現複雜生物的窗口比紅矮星上的要長得多。
決議四：缺乏淡紅點
最後，儘管大約 16% 的系外行星紅矮星被列為在宜居帶內擁有岩石系外行星，但也許這些世界並不像我們想像的那麼普遍。我們的調查對最大質量的紅矮星進行了採樣，因為它們是最亮且最容易研究的。但是，如果那些我們所知甚少的棘手行星沒有宜居帶岩石系外行星怎麼辦？
事實上，由於低質量的紅矮星數量最多，這可能意味著紅矮星周圍的宜居帶岩石系外行星比黃矮星周圍的行星少 100 倍。
「在這種情況下，智慧生命在宇宙中很罕見，並且普遍在 M 矮星和 FGK 矮星之間產生，但 M 矮星周圍的宜居世界至少比 FGK 矮星少兩個數量級，”基平寫道。
「兩個數量級的差異是一個相當大的差異，這使得這是一個特別有趣的解釋。這需要M型矮星周圍已知的地球大小的溫帶行星中的絕大多數在某種程度上不適合生命生存，或晚期型矮星M-矮星（低質量端）很少有宜居世界。
藝術家對圍繞紅矮星比鄰星運行的宜居世界的想像。 （馬克·加利克/科學圖片庫/蓋蒂圖片社）
甚至有可能答案就在於其中幾項決議中，這將使任何一個領域的影響都不那麼明顯。我們也許很快就能得到確認。例如，隨著我們技術的進步，我們將能夠更好地看到質量較低的紅矮星，並尋找它們周圍軌道上的行星。
這樣做之後，如果我們發現岩石系外行星，我們可以仔細研究它們潛在的宜居性，確定它們是否在宜居帶內運行，以及那裡的生命是否會受到恆星過程的阻礙。
“最終，”基平寫道”，“解決紅色天空悖論是天體生物學和 SETI 的核心利益，這意味著我們應該將資源投入到哪些恆星上，並提出關於宇宙生命的本質和極限的基本問題。
該研究發表於美國國家科學院院刊。
