比地球大一倍的星球是,比邻星系的三颗恒星

比邻星是距离我们太阳系最近的恒星,只有4.22光年,它也是科幻电影《流浪地球》中人类携带地球前往的地方,4.22光年的距离也使得地球航行了2500年才得以到达。
那么比邻星系是怎

本文最后更新时间:  2023-05-09 20:21:52

比邻星是距离我们太阳系最近的恒星,只有4.22光年,它也是科幻电影《流浪地球》中人类携带地球前往的地方,4.22光年的距离也使得地球航行了2500年才得以到达。

那么比邻星系是怎样的情况呢?那里有行星存在吗?行星上面有生命存在吗?其实天文观测中已经发现比邻星系中有行星存在,2016年8月时欧洲南方天文台宣布在比邻星附近发现一颗行星!它就是比邻星b,和地球差不多大小,距离比邻星只有700万公里,比水星到太阳的距离还近得多,然而由于比邻星是一颗红矮星,质量只有太阳的1/8,所散发出的光和热也比较弱,表面温度只有2800k左右,所以其宜居带比太阳系更靠近星体,因此比邻星b这颗行星位于比邻星的宜居带中。

比邻星b有一定浓度的大气层,科学家认为上面有适宜的温度,所以应该有液态水存在,这三个条件的存在也使得比邻星b很可能是一颗像地球一样有生命存在的星球,观察发现这颗星球围绕比邻星运行一周只需要11.2天,这也是其上面一年的时间,其自转情况目前尚未知晓。

不过也有一些不利的情况猜测,首先是如此近的距离使得这颗行星很容易被比邻星潮汐锁定,这样的话它将只能以一面向着比邻星,导致它向阳的一面特别炎热,而另一面将特别阴冷,不过在其昼夜交界的地方却有适宜的温度,生命也可能存在于这些地方。

另一个不利的情况是比邻星这颗红矮星目前尚处于不稳定的阶段,就是它经常会爆发强烈的恒星风,虽然它的质量比较小,但是由于星体本身的压力和向外的辐射压并不均匀,从内部喷发而出的恒星风的强度可达太阳风平均强度的1万倍,如果这样的恒星风吹到比邻星b上的话,将对其大气层造成较大影响,也是不利于其表面上的生命生存的。

但是不管怎么说,比邻星b都在昭示着它很可能是一颗有生命存在的星球,起码可以将它定义为“潜在”的生命星球。然而近日欧洲南方天文台的科学家又声称在比邻星系发现了另一颗“潜在行星”,他们利用安装在位于智利的欧洲南方天文台的La Silla天文台一台望远镜上的高精度径向速度行星搜索仪对比邻星的观测时发现,比邻星受到了轨道行星引力牵引引起的微小摄动,而这个设定并非由比邻星b引起的,而是一颗相当于地球质量6倍大小的潜在天体引起的。

意大利的两位天文学家称应该称它为“比邻星c”,计算发现该天体在距离比邻星2.2亿公里左右的位置上,比地球到太阳的距离又远了一半,因此可以肯定该行星不在比邻星的宜居带内,而且其表面非常冷,由于其6倍于地球的巨大质量,该星球也有可能是一颗气态行星,如果是岩质行星的话,其表面的大气压也会非常大。

由于比邻星发出的光并不强,只有太阳光度的2/1000左右,而这颗行星距离比邻星比较遥远,所以想直接观测到它并不容易。随着人类观测技术的进步,将来我们或可以看到比邻星这个“邻居”家这两颗行星的真面貌,并且判断比邻星b上是否有生命存在。

4.2光年外的“超级地球”为什么会让科学家警惕万分?

超级地球,类地行星一直科学家在寻找和地球生态环境类地的星球中,永远也不会缺少的话题。只因为人类太渴望离开地球,看看外面的世界有多精彩了,即便不能真正实现移居,将这些星球当作后花园,等有机会了,想必也不会拒绝去外太空游玩一番的。

然而人类又必须得认清现实,那就是类地行星数不胜数,但人类能到达的类地行星却极为有限,恐怕也只有火星能实现人类的梦想了。只因为类地行星一般都距离地球比较遥远,但当科学家发现比邻星这颗恒星时,就对围绕在比邻星身边的几颗行星产生了兴趣,其中关注度最高的非比邻星b莫属了。只因为比邻星b处在主恒星的宜居带上,但比邻星b的辐射却可能是地球的400倍以上,只因为比邻星频发爆发的耀斑,因此即便比邻星b距离地球很近,但人类也不一定能移民到比邻星b居住。


不过科学家很快又发现到一颗类地行星,同样也处在比邻星系的宜居带内,但科学家第一时间感到的不是兴奋却是警惕。比邻星c不仅是一颗类地行星,还是一颗超级地球,因为它的质量是地球的6倍以上,且比邻星c的温度大约在于零下234℃,俨然比比邻星b看起来更适合孕育生命。

比邻星c还有一个震惊到人类的地方在于,比邻星c一年时间相当于地球上的1900天。因为距离比邻星比较远的原因,在加上比邻星b的遮挡,科学家差点没发现到比邻星c的身影,也难以确定除了比邻星c之外,比邻星信息内是否还藏着很多颗的行星。至于科学家为何会感到警惕呢?只因为比邻星星系和太阳系看起来有点相似。

比邻星c有很大可能已经孕育了生命,比邻星b也不排除这种概率。若是生命和文明在宇宙中遍布,人类是不是相当危险呢?即便人类不知道那些文明为何不来寻找人类,但依旧不能打消人类的危机感。更何况比邻星距离地球如此近,若是比邻星孕育了生命和文明,将会是人类最大的威胁,不知道大家对此是如何看待的呢?

三体系统又发现新成员:一颗可能拥有光环的行星

比邻星的官方名称是半人马座α星C,和半人马座α星A以及半人马座α星B构成了一个三合星系统。其中,半人马座α星A和B组成了一个双星系统,被称作南门二。而我们通常称为比邻星的半人马座α星C,目前被认为是围绕着这个双星系统公转的一颗恒星——完全没有存在感。

由于三颗恒星之间的相互运动,它们也不是永远都处于现在这样的相对位置上。目前来说,比邻星距离我们4.25光年,是宇宙中距离太阳系最近的恒星。随着它们的公转,半人马座α星C会在某一天运行到比另外两颗恒星更远一点的位置上。因此,如果 从名称含义的角度上来说,三颗恒星应该轮流被称作比邻星 。

虽然刘慈欣创作《三体》的时候是通过自己的想象力描绘出了比邻星系的行星,但2016年的时候,天文学家果然在比邻星系发现了系外行星,这就是比邻星b。令人惊讶的是,它是一颗类地行星,半径约为地球的1.07倍,质量是地球的1.63倍,和地球非常相似。

比邻星b是欧洲南方天文台发现的,官方名称叫做 Alpha Centauri Cb (缩写α Cen C b)。它以0.0485个天文单位距离的轨道上围绕比邻星公转,这个距离虽然不足日地距离的1/20,但由于比邻星表面温度也只有太阳的一半左右(3042K),所以这颗行星表面的平均温度反而比地球还低,大概只有-39摄氏度,还算是处于宜居带。

不过,这也不代表比邻星b就是一颗宜居行星。科学家认为,像比邻星这样的红矮星有着强烈的远紫外辐射,很容易剥离行星的大气。因此,就算传说中的三体人真的存在,恐怕这里的环境对它们也并不友善。

在2017年的时候,天文学家就已经在怀疑,认为比邻星可能不止拥有一颗行星。

今年1月15日,希腊克里特大学的天文学家Fabio Del Sordo和意大利都灵天体物理观测站的同事Mario Damasso在《科学进展》杂志上发表了最新的观测结果,指出比邻星c真的存在。他们利用欧洲南方天文台高精度径向速度行星搜索器(High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher,缩写:HARPS)和紫外可见分光光度计(Ultraviolet and Visual EchelleSpectrograph,缩写:UVES)在17年内的数据, 发现比邻星出现了一次异常的摇摆,而摇摆又导致了光谱的偏移 ,这很有可能是另一颗行星导致的。2019年4月时,他们曾经宣布过这个消息,但当时还是怀疑,不过这一次显然比较有信心了。

实际上,比邻星b就是天文学家通过这种方法发现的,这就是 径向速度法 ,也是 目前寻找系外行星最有效的手段 。只不过,由于比邻星c对质量和距离因素,导致它对比邻星的影响非常小,每秒只有几米的偏差,给观测带来了极大的难度,需要将近20年的时间以及上述两台先进设备联合工作的条件下才能发现。

那么,Damasso和Del Sordo在2019年4月宣布有可能发现比邻星c后,隔了9个月才终于发表论文呢?原因在于,2017年,研究人员在利用位于智利的射电望远镜 阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列 (ALMA)观测比邻星的时候,恰好发现了一个奇怪的信号,有可能是比邻星c存在的另一个证据。可惜,此后虽然不断请求,他们都没有机会重新使用该望远镜来寻找证据。后来,欧洲航天局的 盖亚卫星 对银河系数十亿恒星的观测结果,也为比邻星c 的存在提供了一点点侧面证据,所以他们才终于发表论文。不过,直到现在,比邻星c的真正身份,仍然有待确认。

之所以说盖亚只提供了一点证据,那是因为数据虽然倾向于比邻星c的存在,但是亮度却比同等质量行星高了10-100倍。为了解释这个现象,他们推测,比邻星c周围或许有大量的尘埃,或者是一个行星环,导致了亮度的偏差。如果行星环推测正确,那么比邻星c的外形,看起来大概和土星差不多,而且这个行星环的规模是土星环的3-4倍。

通过比邻星的摇摆,他们推测比邻星c的质量在地球的 6-8倍 之间,这个质量暗示它很可能是一颗气体行星,属于一颗迷你海王星。观测显示,比邻星c的轨道周期大约为1900天,也就是大约5.2个地球年——这个距离足以让它远远超出了比邻星的雪线,变成一个非常寒冷的世界,温度可能和太阳系的柯伊伯带差不多,不到-200摄氏度。

比邻星c虽然比第一颗“三体行星”距离宿主恒星更远,但是比邻星的强大辐射还是很可能十分强烈。不过天文学家认为,比邻星c 的磁场比较强,因此在它的上空,磁场和比邻星的恒星风时刻进行着“白热化”的厮杀,那就是持续不断的 极光 。

根据一些太阳系模拟的数据显示,外层行星在形成的早期会把更远处的彗星甩到内侧轰炸那里的行星。而且,比邻星c比内侧的比邻星b大得多,和太阳系的布局一样,因此,它对比邻星b来说可能并不会太友善。

随着地球的公转,大约在7月份的时候,比邻星系将会被太阳的光芒所遮挡,导致我们无法观测,直到2021年2月才能重新观测。因此,2020年给我们留下的,只有大约2个月的时间。然而随着新冠肺炎疫情的发展,最近我们似乎很难再有新的突破。

不过,除了坏消息之外,更多的还是好消息。

由于比邻星c距离比邻星相对比较远,因此在地球上看,两颗天体在大距的情况下角度相对比较大,因此可以利用寻找系外行星时比较罕见却有效的方法—— 直接成像法 ,行星成像光谱高对比度系外行星研究仪(SPHERE)在这方面非常擅长。

不仅如此,霍金生前曾经投资的 突破摄星计划 ,也有可能加入到对比邻星c的观测中来。而且,他们的目标不仅仅是观测比邻星系,甚至还包括发射数千个纳米级微型太空飞船,以理论上的 20%光速 前往比邻星进行实地观测,向人类讲述那里的一切。

作为距离太阳系最近的恒星系统,比邻星系一直受到了大家广泛的关注。其中原因不仅仅在于《流浪地球》等科幻作品里描述的是人类的下一站,更在于如此近的距离给我们提供了一个绝佳的观测机会。可以确定,天文学家还会持续观测比邻星系的一切风吹草动。就算那里没有传说中的三体人,也一定会有我们想知道的宇宙秘密。

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