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太阳最近的邻居,到底长得啥样子?比邻星会有三体人存在吗?

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比邻星是距离太阳系最近的一颗恒星,刘慈欣的《三体》小说中的三体人,就是生存在这样一个系统中的智慧生命。当然这只是科幻,但许多科幻都是对未来的一些科学预测,那么那里真的有三体人吗?

我们今天就来好好解剖一下这个三星系统,看看那里到底是个啥样子。

比邻星是三星家族中的小老三

南门二星又叫半人马座α星,是一个三星系统,由三颗恒星组成,即南门二A星、B星、C星。后面我有时会把它们称为老大老二老三,大家别搞混了。这个三星系统距离我们约4.3光年。

三兄弟的质量分别是:老大约为太阳的1.1倍,老二约为太阳的0.9倍,也就是说这两兄弟与太阳质量不相上下,表面温度和亮度也差不多,老大稍比太阳亮点。

俗话说,龙生九子各不相同,这老三与老大老二同生于一个恒星系统,却像武松和武大郎一样差异甚大。老三C星只是个红矮星,个头很小,半径只有不到太阳1/3,约20万公里,质量只有太阳约12%,表面温度约太阳一半,亮度是太阳的1/18000。

南门二A星绝对星等为4.45等,视星等为0.01等;南门二B星绝对星等为5.71等,视星等为1.33等;比邻星绝对星等为15.49等,视星等约为11等。星等是数值越小越亮,负得越多越亮,每个星等之间亮度相差2.512倍,而人眼能看到最低亮度的星等为6等。

由此我们可以看出,南门二老大老二是夜空中肉眼能看到很亮的星星,它们在全天恒星亮星中排位分别为第6位和第20位。而老三比邻星虽然距离我们最近,却肉眼无法看到。

南门二星三兄弟的位置和运动规律

这三颗星现在的位置是老三距离我们最近,只有4.24光年,因此被人们称为比邻星,意为最近的邻居,天涯若比邻嘛。A星和B星距离我们要远一些,约4.37光年。

这三颗星的运动模式是,老大老二相互环绕运动,而老三则绕着老大老二公转,偏心率为0.5179。老大老二两颗星相距最远时约为35.6AU(天文单位),即53.3亿公里,还没有太阳到冥王星平均距离大;而相距最近时只有11.2AU(16.8亿公里),只相当于太阳到土星之间的距离;

土星和冥王星都是太阳系内部的行星,南门二A星和B星却是两颗和太阳相当的恒星,在这么近距离相互环绕,它们之间的引力效应可想而知。老大老二两星相互环绕公转周期约79.91个地球年。

比邻星则围绕着老大老二公转。早年,科学界对比邻星属不属于这个恒星系统还有争议,2017年,一个科学团队对比邻星的径向运动进行了精确的测量,从而证实比邻星是围绕着A、B两星公转,这样比邻星就是这个三星系统的小老弟了。

比邻星围绕着A、B星公转一圈需要547000年,偏心率约0.5,最远时距离A、B星为0.22光年(13000天文单位),也就是约1.95万亿公里。

人类还无法直观了解系外行星

南门二有生命存在吗?现在还无法肯定。因为现在人类不但无法到现场去看一下,就是用最大的望远镜也无法看到那里的样子。人眼的最小分辨张角约1'(1角分),也就是这个物体不管远近,到达人的视网膜时,必须有1'的张角。1°(1度)为一周的1/360,1'为1°的1/60,就是这么大的一个张角,人眼才能分辨。

由于恒星距离我们太远,最近都有4光年以上,因此几乎所有的恒星到达人眼时都无法分辨出圆面,即便用最高级的天文望远镜,也无法扩大到1'的张角,因此就只能看到一个亮点。迄今为止,似乎能看到圆面的恒星只有参宿四,因为这颗星距离我们不太远,直径却有太阳的上千倍。

因此,现在人类发现了太阳系外4000多颗行星,都不是“看到”的,而是“猜到”的。可能有人会说了,原来科学家们也像我一样瞎子估水,一担两桶的猜啊。其实科学家们的“猜”不是随意地猜,而是计算。

天文学家们寻找太阳系外行星的方法

现在观测系外行星主要有两种方法,一种是凌星法,还有一种是引力摄动法。这两种方法都要借助高科技的天文望远镜来观测。

凌星法就是当行星正好运行到人们观测恒星的视线中间时,会对恒星的光度造成影响,通过计算这种影响和光变周期,就知道这是不是一颗行星,大致有多大体积,距离有多少,公转周期是多少。

而引力摄动法是根据万有引力定律来测算的。恒星与行星之间的引力作用,会让恒星运动发生一定的改变,根据这个改变的大小和周期变化,就能够计算出恒星的质量和距离,以及运行的相关参数。

这几种方法的综合运用,得到的结果就是相当精确的。所以就常爆料找到了什么地球大表哥二表哥的,但这些“亲戚”大多有牵强附会的成分,到底有几分相像谁也不知道。

但这些方法虽然可以计算出行星与恒星的大致距离,从而得出是不是在宜居带,但是无法看到那里有没有生命的。即便是在宜居带,也不一定就会孕育和进化出生命来,比如金星和火星,都有进入过或有机会进入太阳的宜居带,但并没有孕育出生命。

只有二级以上文明才有可能被我们探测出来

依靠人类现有技术,不要说对太阳系外生命进行观测,就是有像人类这种文明程度的生命,也无法观测到。只有当这个文明能够影响恒星的运动和光变,比如制造戴森球包裹恒星,才可以通过观测发现。这种文明至少要达到二级文明左右,而科学家评估的人类文明,现在只有0.73级。

NASA在上世纪七十年代发射的旅行者1号,在飞离地球64亿公里处拍摄了一张令人震撼的照片,在茫茫太空中地球就成了只有0.12个像素大小的暗点,比阳光中的一粒尘埃还小。而在这粒太空尘埃上,有70多亿人在吃喝拉撒争风吃醋,细思极恐。

而最近的恒星都有4.3光年,是64亿公里的6356倍,现代最大的望远镜也看不到这粒灰尘,又怎么能知道那里有没有人类这种文明,甚至比这还要低级的生命存在呢?

因此,在南门二恒星系统中有没有生命存在还得靠猜

现在的基本理论认为,生命不可能在恒星上存在,只能起源于行星上。南门二的老大和老二星周围是没有发现行星存在,只分别有一个星周盘,也就是围绕着恒星赤道形成一个尘埃盘。

这些尘埃加起来的总质量约月球质量的百万分之一到千万分之一,月球质量是地球的1/81,因此,这些尘埃全部凝聚成一个球,如果是月球密度,直径就只有16公里,这样的球上是不可能孕育出生命的。

倒是远离老大老二的小老弟比邻星,现在已经发现了两颗行星。按照行星命名规则,它们被命名为比邻星b和比邻星c。比邻星b质量约地球的1.17~1.3倍,是一颗岩石类地行星,距离比邻星约0.49AU(735万公里),公转周期11天;比邻星c质量约是地球的7倍,是一颗气态行星,被认为是一颗迷你型的海王星,轨道半径约1.49AU(2.235亿公里),公转周期为1928天(约5.28地球年)。

那么这两颗行星有生命存在吗?我们来分析一下。

最有可能存在生命的是比邻星b

因为比邻星b在宜居带。所谓宜居带,就是行星距离自己的母恒星在恰当的距离,恒星的辐射让行星能够保持不冷不热的温度,这个温度适宜液态水的存在。由于比邻星光度和温度都低,因此在距离其700万公里的地方就是适宜的温度。

既然在宜居带,有科学家认为这颗行星上有可能会存在生命。但是事实是,比邻星b由于距离比邻星太近,早就被潮汐锁定,就是永远一面向着比邻星,一面背着比邻星。这样就有一面永远是白天,被恒星的炽热辐射蒸烤,温度永远维持在数百摄氏度;而另一面永远是黑暗,处于零下一百多摄氏度的酷寒之中。

因此,即便这颗行星上真的能够诞生出生命,也只能在其晨昏圈,就是白天和夜晚交界的地方,在那一带温度可以达到0℃以上,因此可能存在着液态水。

但即便有生命,存在的环境也十分严酷

比邻星虽然年龄比太阳还要大些,大概48.5亿岁了(太阳约46亿岁),但太阳已经是中年,而比邻星还是婴儿。这是因为比邻星质量小,中心核聚变比太阳温和许多,因此燃料消耗就很慢,寿命就超长。比邻星的寿命约有3~4万亿年,现在才48亿岁,相对其寿命不就是婴儿期吗?

研究发现,红矮星在诞生早期,表面活动异常激烈,常会爆发巨大耀斑。而比邻星距离主星距离只有700多万公里,耀斑爆发出的高能量X射线和紫外线辐射,会摧毁比邻星b向阳表面的一切;而且其公转周期只有11天,那是多快的一个速度啊,这样上面的风暴就远比地球大多了。(上图为地球上看太阳和比邻星b上看比邻星的比例)

因此即便比邻星b晨昏圈孕育出了生命,经受的摧残也比地球严酷很多。

比邻星c距离比邻星有2.2亿多公里,在这样一个暗淡低温恒星系统,距离这么远,就是一个冰球了,表面温度在零下两百多摄氏度,而且还是一个气态行星,基本不可能孕育出生命。

比邻星b不会出现《三体》小说描述的那种三个太阳炙烤环境

在《三体》小说中,三体人受的罪比上面描述的比邻星b还要严酷,三个太阳轮流炙烤,有时候会三个太阳同时出现,烈焰烧毁地面的一切。但事实是,在比邻星b上不会出现这种情况,因为比邻星b虽然距离南门二A星和B星不算远,只有0.22光年,但也不会受到它们的炙烤。

我们来看看在比邻星b上看南门二A星有多亮

绝对星等与视星等的换算公式为:m=M-5log(d0/d),这里的m为视星等,M为绝对星等,d0为10秒差距(约32.6光年),d为天体实际距离。

南门二A的绝对星等为4.45等,我们将其代入公式计算,可得出在0.22光年距离的比邻星b上看南门二A星,亮度为-6.4等,而老二比老大亮度还要弱一些。在地球上看月球的亮度为-12.7等,夜空最亮的星星是行星金星,最亮时为-4.7等。

因此看到的A星也就比金星亮一些,比月亮亮度要小近400倍,这样的亮度怎么会炙烤呢?(见下图)

所以,如果比邻星b上真的有三体人存在,其生活环境再怎么严酷,也不会像小说《三体》那样受到三颗太阳的炙烤。而所谓三体舰队入侵地球的故事就更纯属虚构了,二级文明以下的科技文明,是无法逾越恒星际远航的。

这也是我过去说,如果真有外星人来到地球,那一定比人类科技文明要高出很多,才能做到这一点,而现阶段奢谈所谓人类抵抗外星人入侵的话题,都是扯淡。

就说这些吧,你怎么看,欢迎讨论,感谢阅读。

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科普有我,张庄初中。
太傅级
宇宙是无限的,也是无限的,因此,像地球一样的行星,不止地球一个。
2022-01-04
科普61a832a869488
秀才级
2022-01-04