《三體》電視劇正在熱播,這部根據(jù)獲得世界頂級科幻大獎(jiǎng)的同名小說改編的電視劇,將帶給人們一個(gè)撲朔迷離的世界,里面描述的三體人生存于一個(gè)有三個(gè)太陽的時(shí)空,經(jīng)歷著令人難以想象的殘酷環(huán)境。
在我們真實(shí)世界,存在這樣的地方嗎?其實(shí),具有一定科學(xué)常識的朋友,就知道《三體》里描述的三體人世界,是以距離我們約4.3光年的一個(gè)恒星系統(tǒng)為背景創(chuàng)作的,那里真的有三顆太陽,也就是由三顆恒星組成的一個(gè)三合星系統(tǒng)。
這個(gè)三合星系統(tǒng)被稱為南門二,又叫半人馬座α星,由A、B、C三顆恒星組成,其中的老大A是一顆質(zhì)量與太陽相當(dāng)?shù)暮阈牵捎谑蔷嚯x我們很近,因此很亮,視星等達(dá)到-0.01等;老二B比太陽稍小,質(zhì)量約太陽的0.9倍,亮度也要暗一些,視星等約1.33等。
由于A、B兩星距離較近,只有約36億公里,只相當(dāng)太陽到天王星和海王星之間的距離,因此在我們位置肉眼看到的南門二,實(shí)際上是這兩顆星重疊的亮度,達(dá)到視星等-0.27等,是全天第三亮的恒星。
老三C是其中最小的一顆恒星,而且小得不成比例,質(zhì)量只有太陽0.122倍,亮度也很弱,視星等只有11等左右,人眼是根本看不見的,需要借助大型天文望遠(yuǎn)鏡才能夠看到。
這顆C星才是距離我們真正最近的恒星,只有4.22光年,因此人們把它稱為“比鄰星”,從宇宙尺度來看,是近在咫尺的鄰居。
這個(gè)三合星系統(tǒng)并不像《三體》描述的那樣,運(yùn)行沒有一點(diǎn)規(guī)律,而是很有規(guī)律。老大老二距離較近,相互玩著二人轉(zhuǎn);而比鄰星則在遠(yuǎn)達(dá)0.2光年的地方,圍繞著老大老二這個(gè)系統(tǒng)公轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)一圈需要547000年。
《三體》小說雖然是以這個(gè)三合星系統(tǒng)為背景寫的,但也僅僅將這個(gè)三合星系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)引子,其中的天體環(huán)境和故事情節(jié)就完全是虛構(gòu)創(chuàng)作出來的了,什么三體人、恒紀(jì)元、亂紀(jì)元,三個(gè)太陽無規(guī)律的肆虐著那個(gè)世界,都是作者的奇思妙想,并不是南門二系統(tǒng)的真實(shí)情況。
最新觀測研究發(fā)現(xiàn),距離我們最近的比鄰星至少有三顆行星相伴,按照行星編碼規(guī)則,分別稱為比鄰星b、比鄰星c、比鄰星d。但人們對那里的狀態(tài)迄今知之甚少,因?yàn)榧幢阍诖笮吞煳耐h(yuǎn)鏡中,比鄰星也只能看到一個(gè)暗淡的紅色亮點(diǎn),連星體的圓面都無法看到,行星就更完全看不見了。
人類發(fā)現(xiàn)這些行星,是通過它們運(yùn)行對恒星產(chǎn)生了遮光現(xiàn)象和引力攝動(dòng),科學(xué)家們通過這些現(xiàn)象產(chǎn)生的光譜細(xì)微變化,分析計(jì)算出其擁有行星的大致情況,再通過科學(xué)建模,就對比鄰星及其所屬的行星有了一個(gè)基本了解,并認(rèn)為比鄰星b可能有生命存在。
比鄰星是一顆紅矮星,質(zhì)量只相當(dāng)于太陽的約九分之一,直徑約太陽的七分之一。由于紅矮星核心壓力小,核聚變劇烈程度較低,因此亮度弱。比鄰星表面溫度約2800K,不到太陽的一半,亮度只有太陽的千分之一點(diǎn)五五。
這樣,比鄰星b雖然距離主恒星只有約700萬公里,只相當(dāng)于水星與太陽距離約12%,但卻和地球一樣,處于自己主恒星的宜居帶。所謂宜居帶是指恒星與行星在一個(gè)恰當(dāng)距離,這個(gè)距離形成的行星表面溫度適宜液態(tài)水的存在。
由于比鄰星b距離主恒星太近,研究認(rèn)為它可能像月球被地球潮汐鎖定一樣,已經(jīng)被比鄰星潮汐鎖定,就是自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)同步,一面一直朝著比鄰星,另一面一直背著比鄰星。這樣背陽一面與向陽一面溫度就是冷熱兩重天,向陽一面溫度永遠(yuǎn)較高,而背陽一面永遠(yuǎn)都是酷寒,沒有季節(jié)變化。
也有一種猜想,比鄰星b像水星一樣與太陽形成3:2的軌道共振,就是圍繞著太陽公轉(zhuǎn)兩圈,自己自轉(zhuǎn)三圈,這樣就不是一面一直朝著太陽了,有了季節(jié)變換,環(huán)境氣候就好了很多。比鄰星b公轉(zhuǎn)周期為11.2天(地球日,后同),如果形成3:2軌道共振,自轉(zhuǎn)周期就是7.46天。
如果比鄰星b表面有液態(tài)水和濃厚大氣存在的話,就有可能存在生命。當(dāng)比鄰星b在被比鄰星潮汐鎖定的情況下,這些生命很可能生存在晨昏圈帶,也就是在太陽照耀著的白天與照不到的黑夜交界處;如果比鄰星b形成了3:2軌道共振,則環(huán)境相對溫和很多,平均溫度將與地球相當(dāng),這樣,生命存在的可能性和地域會更大。
那么,比鄰星b上的生命會像《三體》描述的那樣恐怖嗎?
絕對不會。因?yàn)楸揉徯鞘窃谝粋€(gè)穩(wěn)定的三合星系統(tǒng)中,圍繞著A、B兩顆主星系統(tǒng)公轉(zhuǎn),547000年才轉(zhuǎn)一圈。比鄰星b上的生命如果有視力的話,看到的只是一顆太陽,就是比鄰星;因?yàn)榱硗鈨深w太陽距離比鄰星b有0.2光年,看起來只是一顆比金星更亮一點(diǎn)的星星而已,視星等約為-6.66等(金星為-4.6等)。
因此,在比鄰星b上的生命,永遠(yuǎn)也不會體會到《三體》科幻小說中亂紀(jì)元的那種恐怖,它們只會看到天上有一個(gè)太陽,或一直一動(dòng)不動(dòng)的照耀著(潮汐鎖定情況下),或每隔7.46個(gè)地球日升起落下一回(3:2軌道共振情況下),過著《三體》中所謂“恒紀(jì)元”的溫潤日子。
那么,比鄰星生命比地球生命還舒服嗎?不,其實(shí)那里的環(huán)境比地球惡劣多了,導(dǎo)致這種惡劣的原因,主要是紅矮星具有耀星特質(zhì)。所謂耀星是指一種變星,其亮度常有不可預(yù)測的變化,有時(shí)在幾分鐘內(nèi)改變幾個(gè)星等,隨后又會慢慢復(fù)原。
這種亮度變化是由于恒星色球?qū)由洗笠?guī)模耀斑爆發(fā)造成的,這種劇烈的爆發(fā),會伴隨著強(qiáng)大的射電乃至X射線爆發(fā),因此,這種爆發(fā)對生命是致命的。
比鄰星就是一顆典型的耀星,2019年,科學(xué)家們觀測到那里爆發(fā)了一個(gè)巨大光學(xué)耀斑,總能量輸出達(dá)到16億億億焦耳,相當(dāng)于3000億顆廣島原子彈同時(shí)爆炸,這種輻射到達(dá)僅距離700萬公里的比鄰星b,對生命的打擊將是毀滅性的。
這種巨大能量耀斑爆發(fā)也會出現(xiàn)在我們的太陽上,但一般要十到二十年才會發(fā)生一次,我們地球距離太陽是比鄰星b距離比鄰星的20倍,因此威脅小多了;而在比鄰星上,這種爆發(fā)每隔幾周就會發(fā)生一次,這是比鄰星b生命存在與否的最大威脅。
正因?yàn)槿绱耍茖W(xué)家們認(rèn)為,比鄰星b的環(huán)境能否允許生命的存在還不能確定,即便有生命存在,也可能是一些極為低級的生命,它們或許存在于晨昏圈一帶,或許隱藏在深海里或地底下,才有可能躲過這些頻繁爆發(fā)的致命輻射。
這樣說來,比鄰星b上即便有生命存在,生存環(huán)境雖然沒有《三體》小說中描述得那么恐怖,生存繁衍也是十分不易。如果那里有《三體》中描述的“或級科學(xué)家”的話,它們觀測到太陽巨大耀斑爆發(fā),發(fā)出的警告將不會是“立即脫水”,而是“立即下潛”或“立即鉆入地下”。
2022年2月,天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了比鄰星第三顆行星比鄰星d,這顆行星距離主恒星更近,只有433萬公里,質(zhì)量只有地球約四分之一,5.12天就繞比鄰星公轉(zhuǎn)一周,是迄今發(fā)現(xiàn)太陽系外最小的行星。研究認(rèn)為,這顆行星上也可能存在液態(tài)水和生命,今天就不展開說了。
總之,海內(nèi)存知己,天涯若比鄰,人類對這個(gè)最近的恒星鄰居充滿了興趣和好奇,盼望著那里有我們的知音。
比鄰星的年齡比太陽還大些,約為48.5億歲,因此,那里的生命起源或許比地球還要悠久。而紅矮星的壽命都超長,比鄰星的壽命可達(dá)千億年以上,甚至萬億年,比太陽壽命長了幾百倍,因此,那里的生命將會有比太陽系更長久的發(fā)展空間。
但這一切的真實(shí)樣子,現(xiàn)在我們還無法知曉,只能等待人類科學(xué)不斷進(jìn)步,觀測手段提升到足夠強(qiáng)大,或者能夠派出探測器到現(xiàn)場一觀,才會知道。這個(gè)時(shí)間需要多久呢?這是另一個(gè)話題,有興趣的朋友可以注意時(shí)空通訊后發(fā)文章,一起討論。
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