又一顆類地行星被人類發現。來看看你需要知道的關于比鄰星的二三事。

科學新聞界正忙着報道一項令人難以置信的激動人心的發現:一顆質量與地球相當的行星在僅4.2光年遠的比鄰星軌道(Proxima Centauri)上運行。這一發現被稱為“天文學夢想成真”。

圖解：比鄰星b與其所屬的南門二三星系統想像圖

“這聽起來像我們過去發現系外行星，或繞恒星而不是太陽公轉的行星一樣震驚。我們目前了解到有近3000顆這樣的行星，另外還有2500顆候選行星。那麼，是什麼讓這個被稱為比鄰星b的發現如此令人興奮呢?這顆新發現的行星不僅在質量上與地球非常相似（其質量是地球的1.3倍），而且它還在該恒星的宜居帶内圍繞其主恒星公轉。

圖解：被認為是類地行星的比鄰星b表面想像圖。

正如我們之前讨論的，宜居帶為恒星與液态水存在的适宜溫度之間的距離範圍。你可以把适居帶想象成圍繞主恒星的一個環。離恒星太近的行星溫度太高，會導緻液态水沸騰，而離恒星太遠的行星溫度太低，會導緻冰凍世界。宜居帶内的行星也被稱為“适居帶”，它們的溫度“剛剛好”，因此至少有可能存在液态水。

尋找太陽系外行星的主要動力之一是尋找類似地球上的生命。找到與地球相似的行星是第一步，也是非常重要的一步。

圖解：HARPS自2016年1月1日起對比鄰星相對于地球接近與遠離的徑向速度觀測三個月的結果。帶有黑色誤差杠的紅點代表每次觀測的資料點，藍色曲線則是資料拟合曲線。徑向速度曲線的振幅和周期則可用來推估行星的質量下限。

在此之前，在其母恒星的宜居帶已經發現了一些地球大小的行星，包括被稱為地球的大表哥開普勒452b的行星。然而，開普勒452b距離地球1400光年之外。這意味着即使以光速的5%飛行——比最快的宇宙飛船還要快得多——在那裡的旅程也要花28,000年才能完成。并且這隻是單程！

所以，比鄰星b的發現如此特别的另一個原因是，它不僅比之前所知的質量與地球相當的行星要近得多，而且實際上它位于離我們太陽系最近的恒星系統中。半人馬座比鄰星(Proxima Centauri)位于離它4.2光年遠的三星系統半人馬座阿爾法星系(Alpha Centauri)。

因此，我們能夠訪問或發送探測器到比鄰星b的幾率大大高于我們探索太陽系外任何其他行星的幾率。忠實的聽衆可能還記得，“突破星空”(Breakthrough Starshot)項目宣布，計劃将以20%光速的地面激光推進的納米飛行器發射到半人馬座阿爾法星系(Alpha Centauri)。因此，我們能夠訪問或發送探測器到比鄰星b的幾率大大高于我們探索太陽系外任何其他行星的幾率。

那麼我們現在應該開始打包行李了嗎?未來的人們有可能訪問并最終定居比鄰星b嗎?下面是比鄰星b可能還沒有準備好迎接遊客的五個原因。

1. 我們還不知道比鄰星b的主大氣層是什麼樣的。天文學家使用了一種被稱為多普勒法的技術來尋找比鄰星b。盡管行星的質量通常比它們的主恒星要小得多，但它們在軌道上仍然會對恒星施加引力，這種引力會導緻恒星位置發生微小的變化。

在長達11.2個地球日的一年裡，半人馬座上的季節可能隻有幾天，因此在那裡生活需要相當多的适應。這種擺動可以通過監測一顆恒星長時間的光譜輻射來探測到。以比鄰星b為例，這顆行星每11.2天繞其恒星一周，因此天文學家對比鄰星進行了2.5個月的監測。然後，他們将2016年的數據與2000年的數據相結合，得出了一個更加穩定的結果。

由于多普勒方法依賴于探測主恒星的行星對其施加的引力，天文學家可以推斷出該行星的參數，即該行星的質量和到主恒星的距離，這些參數決定了引力的強度。因此，我們可以知道比鄰星b的質量為1.3倍地球質量，位于比鄰星的宜居帶内。

然而，在生命的配方中還有另一個非常重要的成分:行星的大氣。火星和金星都在我們太陽的宜居帶，但我們絕對不想生活在這兩個星球上!我們會發現，在火星上呼吸是不可能的，因為火星太小了，無法抓住大氣層。雖然我們的大氣層吸收了熱量，讓我們在地球上生活得舒适溫暖，但金星上的大氣層已經被證明太厚了，導緻溫室效應失控，不适合像我們這樣的生命存在。

僅用多普勒方法并不能告訴我們比鄰星b可能擁有什麼樣的大氣層。研究這顆行星的下一步将包括嘗試觀察它的大氣層，尋找甲烷、水蒸氣或氧氣等不平衡的氣體，這些氣體是複雜生命存在的有力指标。

2. 比鄰星是一顆低光度的紅矮星。比鄰星b的主恒星是一種被稱為紅矮星的恒星。這些恒星比我們的太陽要冷得多，小得多。因此，比鄰星的宜居帶比我們離太陽的距離要近得多(大約是地球到太陽距離的5%)，創造了一個非常不同的全球環境。在長達11.2個地球日的一年裡，半人馬座上的季節可能隻有幾天，因此在那裡生活需要相當多的适應。

3.紅矮星以其猛烈的爆發而聞名。如此接近半人馬座比鄰星的另一個危險是，可能會發生劇烈的紫外線輻射爆發，就像我們所知道的那樣，這類紅矮星也會出現。這種輻射可能對生命和行星大氣有害。比鄰星現在看起來很平靜，但在過去可能有過極端的爆發，或在未來也可能發生。

4. 比鄰星b可能有“黑暗的一面”。“平克·弗洛伊德”的粉絲們已經知道月球有“黑暗的一面”，也就是月球從來沒有面對過地球的一面(盡管月球實際上并不黑暗)。比鄰星b也可以潮汐鎖定，這樣隻有一面面對其恒星。如果所謂的“暗面”太冷，而相反的一面不斷暴露在恒星耀斑之下，這可能會為生命創造不利的條件。然而，如果不是太冷，“黑暗的一面”可以提供一個安全的避風港，免受紫外線的突然襲擊。

5.星際旅行仍然非常非常困難。也許我們現在還不應該打包行李的最大原因是星際旅行的難以置信的困難。即使在4.2光年之外，以5%的光速，到達比鄰星b也需要大約80年。

盡管實際訪問比鄰星b存在諸多挑戰，但它的發現對在我們的星系中尋找生命具有重大意義。像比鄰星這樣的低亮度紅矮星實際上比太陽這樣的恒星要多得多。因此，如果我們能在比鄰星周圍找到一顆适宜居住的行星，這将大大增加地球之外存在生命的可能性。我們終将會找到！

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. Sabrina Stierwalt- quickanddirtytips- Everyday Einstein- Penelope

如有相關内容侵權，請于三十日以内聯系作者删除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!