来源:星辰影院人气:821更新:2023-02-09 17:37:57
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
《流浪地球》中的飞船派目的地并非是比邻星,“最近有行星的恒星在八百五十光年外”,因为小说诞生的年代还没有发现比邻星有一颗理论上“宜居”的行星,因此联合政府决定带着地球一同前往比邻星-即三体人所在的三星系,也是科幻大片《阿凡达》中纳美人所在的星系!
太阳和半人马座三星系的一大家子同框,α星A和B并不是我们的目的地,α星C才是,它就是比邻星!但是问题来了,这就是传说中三体人所在的星系,人家削尖了脑袋要逃出这个三星系,我们地球费了九牛二虎之力却要赶到这个三星系,这不是找死吗?
当然《三体》中描述的这个三星系是比较极端的,三颗恒星在质量上比较接近,轨道上处在极度混乱的三体运动之中,比如下图
在这样混乱运动的星系内生存,简直就九死一生!不过各位可以放心,现实中的三体星系还是比较特殊的,因为α星A和B两颗质量比较大,而且组成了类似双星的运行方式,α星C则在比较远的距离上围绕两颗恒星公转,这是一个三体运动中的特殊解!因此从理论上来看,将地球推入比邻星的轨道是完全没有问题的!
比邻星是一颗只有太阳质量12.5%的红矮星,它的宜居带非常靠近恒星,如果跟太阳系比起来,就在水星轨道内!而且这个级别的红矮星还有一个特点,不会达到太阳氦闪的级别,这主要得益于红矮星的特殊结构!
红矮星质量比较小,内核和外层只有对流层,没有辐射层阻隔,因此氢元素核聚变后的氦元素可以通过对流交换到恒星各处,不会在内核积累会导致氦闪的氦元素!这也是红矮星寿命超长的主要原因,因为氢元素利用非常彻底!
但却不要以为这样的红矮星就非常宜居,事实上由于这些比较低质量的红矮星燃烧非常不稳定,2017年3月24日就观测到了比邻星的一次超级耀斑爆发,尽管只持续了10S,但这颗距离地球最近的红矮星亮度就上升了上千倍,如果Proxima b上有生命的话,估计这次耀斑就让它们彻底玩完!
这是太阳系附近的恒星,距离12光年外的天仓五非常适合,这是一颗75%太阳质量的恒星,不会氦闪,燃烧稳定,建议联合政府转向到这颗恒星,尽管会多出5000年的时间,但它值得等待!
Copyright © 2010-2024