寻找类地行星时，水与宜居带常被视为重要指标，但研究人员指出，大气逃逸同样是评估行星长期宜居性的关键因素之一。尽管火星大气流失及其对潜在宜居性的影响已被广泛讨论，类火星系外行星在不同恒星环境下的大气演化仍存在不确定性。

一项由三十多名国际研究人员参与的研究近期提交至《天体物理学杂志》。研究团队通过计算机模型，模拟一颗围绕巴纳德星运行的类火星系外行星（论文称为“exo-Mars”）的大气逃逸过程。巴纳德星是一颗M型红矮星，距离地球约6光年，质量约为太阳的14%，估计年龄在70亿至100亿年之间。

研究团队将巴纳德星作为模拟对象的原因之一在于其年龄较大、活动性相对较低。研究指出，年轻的M型恒星通常会表现出比太阳更强烈的耀斑与活动。作为对照，太阳为G型恒星，年龄约46亿年。

在模型设定中，exo-Mars采用与火星相同的行星参数，包括质量、半径以及以二氧化碳为主的稀薄大气层。不同之处在于，研究将exo-Mars置于距离巴纳德星约0.087天文单位（AU）的轨道上，而火星绕太阳的平均轨道距离为1.52 AU。研究团队表示，这一设置旨在使exo-Mars接收到的恒星活动与辐射水平与火星所受太阳辐射更为接近。

模拟结果显示，即便在巴纳德星活动性较弱的条件下，exo-Mars的大气仍可能快速流失：若以当前火星大气规模为参照，其大气约需35万年即可完全消散；若以相当于地球大气规模为参照，则约需5000万年。

研究还提到，尽管模型中的exo-Mars轨道位于巴纳德星宜居带外缘，团队推测宜居带内的行星大气也可能面临类似的剥离风险。研究称，目前估计巴纳德星周围存在四颗小型岩质行星，轨道位于宜居带内侧边缘，这可能意味着其大气处境较模拟中的exo-Mars更为严峻。

论文指出，exo-Mars的大气流失速度很快，并认为这四颗行星的大气流失速度“难以想象会比exo-Mars慢得多”。研究同时表示，初级大气层也不太可能长期存在，因为初级大气层主要由氢和氦组成，这些气体比二氧化碳更轻、更易逃逸，并可能在恒星演化早期就被剥离；论文提到，在恒星早期阶段，其X射线/极紫外（XUV）通量和风速可能约为当前的100倍。

研究在讨论中回顾了火星的演化假设：数十亿年前火星可能更温暖湿润，表面存在河流与大型液态水湖泊，相关适居条件或持续数亿年；但在早期历史中火星显著冷却，火山活动减弱，且用于保护大气与表面免受强辐射影响的磁场消失，最终演变为当前寒冷干燥、缺乏液态水与适居条件的状态。

研究团队认为，探讨类火星行星在不同类型恒星环境下的大气演化，有助于加深对系外行星生命形成与演化条件的理解。同时，研究也强调M型矮星在系外行星搜寻中的重要性：M型恒星是银河系最常见的恒星类型，其寿命估计可能比太阳长出数万亿年。