投递人 itwriter 发布于 2019-02-09 13:12 [收藏] « »

  来源:石头科普工作室 

  中国科幻影片开山之作《流浪地球》中,由于太阳灾变,地球即将被吞没,全人类开启了“流浪地球”计划,带着地球移民距人类最近的恒星——4.3 光年处的半人马座比邻星。

  《流浪地球》热映,科幻迷的热情再次被点燃。

  巧合的是,刘慈欣在《流浪地球》中提到的地球“流浪”目的地是比邻星的环绕轨道,而比邻星,正是《三体》之中那个威胁地球的三体星系成员!

  什么?地球人去的是三体星系!!!

  莫慌,莫慌,我们先来认识一下三体星系。

《三体》艺术设计 Barnes & Noble
《三体》艺术设计 Barnes & Noble

  问题一:什么是三体星系?

  半人马α,中文名南门二,是一个三合星系统,距离太阳 4.37 光年。

半人马星座  The Constellations Web Page
半人马星座 The Constellations Web Page

  三合星系统的三颗恒星分别为:半人马阿尔法A,阿尔法B和阿尔法C星。

  其中半人马阿尔法A恒星略大于我们的太阳,是全天空第 4 亮的恒星;而半人马B恒星略小于我们的太阳,是全天空第 21 亮的恒星。

  A 与B两颗恒星组成一个较稳定的双星系统,围绕着两者的共同质心运转。最近相距 11 天文单位,最远相距 35 天文单位。(1 天文单位约等于地球到太阳平均距离,2014 年规定为一个固定值不再变化)。

  半人马阿尔法C星,英文另名 Proxima Centauri,译名比邻星,最早发现于 1915 年,是一颗红矮星,质量大约是 0.122 个太阳质量(或 128 个木星质量),距离太阳 4.24 光年,是距离太阳最近的恒星。

半人马α三颗星与太阳大小、色彩对比图
半人马α三颗星与太阳大小、色彩对比图

  流浪地球的目的地——比邻星距离半人马阿尔法 AB 双星系统约 8500 天文单位。由于其质量相对较小且距离较远,因此通常被视为围绕半人马阿尔法 AB 双星系统运动的伴星。

  比邻星与 AB 双星一起组成一个三合星系统。与《三体》小说中描述的有所不同,这个三合星系统的轨道是稳定而可以大致预测的,并非混沌不可知。

阿尔法 AB 与比邻星的相对位置  tech.sina.cn
阿尔法 AB 与比邻星的相对位置 tech.sina.cn

  问题二:三星系统存在行星吗?

  想要知道地球能否成功移民成为比邻星的行星,我们就要对三星系统的行星有所了解。

  作为太阳系最近的邻居,半人马α星系一直以来是天文学家们关注的重点对象。不光是对这个三体星系轨道与各种恒星参数的研究,对这个星系中可能存在的行星研究也是浩如烟海。

  2012 年,瑞士天文学家发现阿尔法B星有一个大小可能与地球接近的行星,命名为半人马α-Bb,不过在 2015 年被证实是数据分析出了错,这颗行星存在的概率微乎其微。

  半人马α-Bb 艺术想象图,结果发现是分析出了错误。

  2015 年哈勃望远镜发现了阿尔法 Bc 行星存在的证据,半径约是地球 0.92 倍,其轨道距离阿尔法B恒星非常近,公转周期仅有 20 天或更短,因此表面基本上是熔融的岩浆,不可能存在生命。

  而最具突破性的发现在 2016 年,欧洲南方天文台宣布,在比邻星附近找到一颗“宜居带行星”,命名为比邻星b。质量约为地球 1.2-1.3 倍,轨道半长轴约 0.047 天文单位,公转周期 11 天。

  虽然看起来这颗行星距离比邻星非常近,但由于比邻星本身发光发热量都远不及太阳,其宜居带的距离也比太阳近得多。

  这颗“类地”行星的发现轰动一时,不过天文学家们对它上面存在生命的可能性并不乐观。

比邻星b与地球大小比较  NASA
比邻星b与地球大小比较  NASA

  此外,2017 年,西班牙天文学家用 ALMA 射电望远镜发现比邻星周围还存在着几条尘埃带,暗示比邻星周围可能存在一个多行星系统。

  不过截至目前,可以确定存在的行星只有比邻星b这一颗。

比邻星b的艺术想象图
比邻星b的艺术想象图

  实际上,由于多恒星系统自身的复杂性,半人马α三星系统周围存在行星的种类可能有很多。

  行星可能以较为稳定的轨道分别围绕这三颗恒星公转,也有可能绕着 AB 双星稳定公转,甚至有可能围绕整个三星系统公转(当然这种情况下,出现稳定轨道的概率非常低)。

  比邻星可能拥有更多的行星

  问题三:半人马α星系有外星人吗?

  半人马α星系是科幻作家们热衷的素材之一。

  在小说《三体》中,三体人居住在此。三体人的母星就属于绕整个三星系统公转的行星。

三体人艺术设计  Jerry Xu from zxu-art.com
三体人艺术设计 Jerry Xu from zxu-art.com

  不过《三体》低估了比邻星到双星系的距离,高估了比邻星的体量,直接将三颗恒星当成大小质量相仿的“三体”,因此过高地估计了三体行星的轨道复杂性。

《三体》中复杂的三体轨道问题  www.ucolick.org
《三体》中复杂的三体轨道问题 www.ucolick.org

阿西莫夫的《基地与地球》
阿西莫夫的《基地与地球》

  在阿西莫夫于 1986 年发表的科幻小说《基地与地球》中,行星阿尔发是围绕半人马αA星运转的宜居行星。

  这个行星表面被一片汪洋大海覆盖,仅有一个两万平方公里的人工小岛,上面住着类似地球太平洋岛屿上波利尼西亚人的族群,过着与世隔绝的生活。

  阿西莫夫直接忽略了比邻星的存在,并没有提及这颗暗淡而“瘦小”的红矮星。但是他给出了从阿尔发看向地球之阳的奇特视角,并且通过这一篇章串联了其银河帝国三部曲与《基地》系列。

  阿尔发是“基地宇宙”的一个重要的节点行星。

  除了《流浪地球》外,也有不少科学家与科幻作家提出从地球出发前往三体星系的设想。

“突破摄星”计划  Ars Technica
“突破摄星”计划 Ars Technica

  比如“突破摄星”计划。其目标是开发数千个邮票大小的纳米小型太空飞船,飞往比邻星,并发回照片。这个计划将有助于人类了解三体星系有多少行星,适不适合居住等等。

  想法固然好,但其可行性却并不容乐观。

  结语

  人类对未知太空的好奇与探索,永无止境。科幻作品的脑洞大开,也是为激发人们对科学之兴趣,踏上探索科学的道路。

  我知道已被忘却 

  流浪的航程太长太长 

  但那一时刻要叫我一声啊 

  当东方再次出现霞光 

  我知道已被忘却 

  启航的时代太远太远 

  但那一时刻要叫我一声啊 

  当人类又看到了蓝天 

  我知道已被忘却 

  太阳系的往事太久太久 

  但那一时刻要叫我一声啊 

  当鲜花重新挂上枝头

  —刘慈欣《流浪地球》

  让整个宇宙为你闪耀。

 
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标签: 流浪地球

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