三体星系是否存在「三体星系发现行星位于恒星宜居带内三体人或许真的存在」

在大众对宇宙最关心的几个问题中，最让人兴奋的话题无疑是“外星生命”。

刘慈欣在他的巨作《三体》里就详细描述了一个来自三体星的文明，这个文明所在的行星拥有三颗恒星，它们互相纠缠做着无规则运动，在极寒或极热的交织下，三体人进化出了“脱水”功能以暂避不适合生存的乱纪元。

现实生活中，三体星真实的存在于地球的4.2光年之外：由比邻星和半人马座α双星共同组成的三星系统，它也是小说中的三体星系原型，从宇宙动辄成千上万光年的尺度来看，比邻星和地球的距离简直就像家门口的邻居。

因此假如能深入了解比邻星附近的行星状态，分析出生命存在的可能性以及存在形式，带来的科学回报将会是巨大的。

任何生物都无法在恒星上生存，当务之急是找到比邻星附近的行星，通过欧洲南方天文台在智利的高精度径向速度行星搜索器，在《三体》发表整整十年后，科学家于2016年终于在比邻星的三星系统中发现了行星的踪迹：比邻星b。

科学家当时认为，比邻星b应该是一颗类地的岩石行星，质量在地球的1.27倍-3倍之间，不久之后来自日内瓦大学的研究团队使用高精度的ESPRESSO光谱仪，对比邻星b进行了详细的测量，以前所未有的精度确定了比邻星b的相关数据。

事实上，这颗行星要比我们想象中更像地球。它的半径大约为地球的1.07±0.35倍，质量为地球的1.17倍，是一颗标准的超级地球。它距离主恒星大约0.05个天文单位，公转周期大约为11.2个地球日。

0.05个天文单位大约为750万千米，这个距离连日地距离的十分之一都不到，似乎直接浇灭了可能存在“三体人”的希望。

不过，比邻星不同于太阳，它的质量只有太阳的十分之一，属于M型红矮星，表面温度仅为2700摄氏度，因此即便比邻星b和主恒星很近，它也不会被炽热烤干，反而似乎恰好处于该星系的宜居带内，接收到的恒星能量和地球非常相近。

适宜的热量让比邻星b有了存在液态水甚至液态海洋的可能。其中的液态海洋并不限于液态水，比如地球上的一些微生物能够靠甲烷获取能量，所以生命形式的多样性可能远超我们的想象。这不禁让人浮想联翩：小说中的三体人，在现实中也真的存在吗？

虽然比邻星b的表面温度可能适合生命的存在，但要想孕育出生命，还要满足一系列苛刻的条件。

上面我们说过，比邻星是一颗红矮星，它的质量比太阳小得多，这也是为什么在如此近的距离下比邻星b还没有被烤干的原因，但恒星较小的体积也意味着它的核聚变核心离表面更近，导致恒星表面的磁场会变得更加混乱和强大。

这些强磁场会不断向周围发射猛烈的高能辐射和粒子，在比邻星b距离主恒星较近的情况下，会受到极其剧烈的轰击，导致比邻星b受到的辐射强度达到了地球的1000多倍，这样一来，即便比邻星b自身拥有稳定的磁场和大气层，也会在几十万内被太阳风破坏殆尽。

没有了大气层的保护，等待生命的只有毁灭性的打击。

以火星为例，火星曾经是一颗宜居的星球，拥有浓厚的大气层。但在数亿年前，火星的磁场突然消失，从太阳的高层大气中喷射出的高能粒子流以每小时100万公里的轰击了火星大气，最终几乎完全剥离了火星大气层。

这样一来，火星地表就完全暴露在了太阳风和宇宙高能粒子的辐射下，变成了如今荒芜又干燥的星球。

即便比邻星b上拥有生命，它们的生存环境也会十分恶劣，不过这也仅仅是猜测，并不能排除比邻星b存在生命的可能性。

来自康奈尔大学的研究团队对比邻星b进行了大气模拟，结果显示，虽然它每时每刻都在遭受太阳风的侵袭，但紫外线的强度可能还没有39亿年前的地球高，研究人员指出，比邻星b表面的辐射强度并不能完全成为生命可能性的限制条件。

未来Toliman小型天文望远镜投入使用后，科学家就可以定量的评估行星对恒星的具体引力强度，结合行星所处的轨道，判断是否适宜生命存在，就目前的任务清单来看，比邻星将是未来的主要目标。

不过话说回来，距离仍然是宇宙文明间交流的主要障碍，虽然几光年的距离看起来已经非常近了，但对目前的人类来说仍然是一个难以逾越的距离，假如文明无法在宇宙飞船的速度上取得突破，可能穷其一生也只能默默的消亡于母星。

三体人真的存在吗?

三体有可能存在。

因为现在人类无法通过天文观测到半人马座恒星系的情况，现在已知半人马座有三颗恒星，做三体运动，而现在人类对三体运动的研究是无解的，因此不知道其恒星系的环境稳不稳定，从而不能判断是否有生命存在。而刘慈欣在三体中就设定半人马座星系环境不稳定，所以才三体文明进化出脱水能力。

三体世界是指一个星系里有三颗太阳，目前人类已经发现已经发现了这样的一个世界，就是半马人座α里的比邻星。不过相对于书中三体世界混乱的运行轨迹，半马人座α的三体系统几乎永远处于稳定状态。

因为比邻星和另外两颗恒星距离非常远，而且，比邻星的大小和质量要比另外两个恒星小很多，那两个恒星尺寸和太阳接近。如果比邻星也是太阳尺寸，由于万有引力增大，三个恒星的距离将缩小，当缩小到一定范围，三个恒星将会构成真正意义上的三体系统。

宇宙中的三体星系：

太阳系是一个单行系统，因为只有太阳这一颗恒星，其实在宇宙当中大多数的星系，并非是以太阳系的结构而出现的，而是一些双星系统。三体世界当中的三星系统在宇宙当中也是存在的，被称为三合星系统，在距离太阳系大约1300光年之外，就拥有这样一个特殊的星系。

刘慈欣《三体》预言成真？半人马α星系宜居带发现行星

科幻小说中的很多内容最后都变成了现实。比如伟大的科幻小说家儒勒·凡尔纳在作品中预言了飞机、登月飞船、电力驱动的潜水艇、电视等等。二十一世纪人类最伟大的科幻小说家无疑是刘慈欣，《三体》在人类科幻小说史上具有巅峰般的地位。假如现在有人告诉你，大刘在《三体》中设想的三体文明，竟然有成真的可能性，你会怎么想？希望真有三体文明？还是不希望在黑暗的森林中碰到另一个拿猎枪的？事情要从科学家最近的一个发现说起。

我们都知道，半人马α星系是距离太阳系最近的一个恒星系。这个恒星系由三颗恒星组成，组成了所谓的“三体”系统，也就是科幻小说《三体》中的三体文明所在地。这其中有两颗互相环绕的恒星，半人马αA星和半人马αB星，另外还有一颗红矮星围绕着AB二星旋转，它就是著名的比邻星。比邻星距离太阳4.24光年，是距离太阳系最近的恒星。

由此可见，在半人马α星系中，A星与太阳很相似。这也是为什么大导演詹姆斯·卡梅隆的著名电影《阿凡达》，将潘多拉星球，设定为环绕A星旋转的一颗气态行星的卫星。如果地球人真的能够来这里殖民的话，半人马αA星绝对是非常合适的地点，因为A星各方面的条件实在是和太阳太像了。

地球人要真想过去殖民，首先那里得有岩石行星才行，否则带着地球去流浪--刘慈欣《流浪地球》的目的地，恰恰也是这个三体星系--至少在可预期的未来是不可能的。不过，这个问题现在已经解决了。

前不久，《自然通信》（ Nature Communications ）杂志发表了一般文章，宣布在A星附近发现行星了，而且是在A星的宜居带以内。下面我们先说说科学家是怎么做出这个发现，然后再来讨论一下这个发现的意义。

其实说来话长，要从突破计划（Breakthrough Initiative）说起。突破计划成立于2015年，发起者是尤里·米尔纳，俄国出生的犹太人，著名风险投资家，在Facebook，Twitter，Spotify，Groupon，京东，小米，阿里巴巴，Airbnb，Whatsapp等企业都有投资，现在估计自己都不知道自己有多少钱。跟着尤里·米尔纳一起掏钱的还有扎克伯格等人。

突破计划的主要目的是 探索 地外智慧文明。2015年的时候霍金还活着，而且霍金一直对 探索 地外文明非常感兴趣，所以被抬出来站台当吉祥物。突破计划中最出名的部分叫做突破摄星（Breakthrough Starshot），打算用地球上射出的激光推动光帆，加速到20%光速，飞向临近太阳系的比邻星等处，看看那里是个啥情况，还要拍照片传回地球。不过以地球人现在的技术水平，根本没有实现的可能，困难不是一点两点，就不细说了。

突破计划还有突破收听（Breakthrough Listen）、突破发信息（Breakthrough Message）、突破观察（Breakthrough Watch）等其他子计划。其中突破收听就是接收外星信号，进而分辨是否有智慧文明。突破发信息计划是向太空发送关于地球的信息。

自从刘慈欣的黑暗森林理论广泛传播以来，大家应该都能意识到，但凡有点心眼的外星智慧文明，都不会随便暴露自己的位置。这恐怕也是为什么之前著名的搜寻外星文明信号的SETI计划，除了一个不能重复的奇怪的WOW！信号之外，没有任何像样的发现。同样的，突破发信息计划，根本没有实施的打算，因为突破计划自己宣称：要全人类同意才能向地外发信号。最起码大刘是肯定不会同意的。

突破观察计划是通过望远镜寻找地球20光年之内的区域，有没有地球大小的岩石星球，以及其上是否有文明活动的迹象，而且重点搜索区域就是半人马α星系。这次半人马αA星附近宜居带内行星的发现，正是突破观察的成果。所谓的宜居带，就是恒星附近不远也不近的地方，行星表面温度不冷不也热，类似于地球这样，适合液态水存在。
过去寻找地外行星，最常见的办法是通过所谓的掩星法，就是行星经过恒星之前，恒星的光芒被遮挡，会发生微小的下降，然后又上升。不过掩星法有很多的缺点，比如更适合发现比较大的行星，也更适合环绕恒星周期比较短的行星。

突破观察的思路很简单，先将主恒星的光遮挡起来，再通过近红外波段观察，有可能直接获得行星的图像。突破观察为此制作了特殊设备，加装到位于智利的欧洲南方天文台（European Southen Observatory，ESO）的VLT（Very Large Telescope）上。VLT总计有4台望远镜，直径为8.2米，工作范围在可见光和红外波段，是世界上最大的望远镜之一。目前全球口径最大的望远镜是美国11.9米的LBT。

从2019年开始，突破观察与ESO合作推进了对半人马α星系AB两颗恒星宜居带的观察工作，总计积累了100小时的观察时间。目前的技术可以在半人马α星系AB两颗恒星的宜居带内，找到3倍地球直径以上大小的行星。这次发现的行星，据估计直径为地球的5至7倍。当然，这颗行星是否真的存在还不能最终确定，更多的研究计划受到了2020年之后疫情的影响。但这次的结果为未来观测开辟了新的道路，很快会有更多的研究结果来检验这颗行星的真伪，或者暴露关于它的更多细节。

这颗5到7倍地球直径的行星，如果最终确认的话，大小在海王星和土星之间。海王星的直径是地球的4倍，土星直径是地球的10倍。一般来说，岩石行星的直径不超过地球直径的1.7倍。因此科学家认为，这颗行星可能是一个热海王星。也就是说，这颗行星最外面有大气层，下面是液态的海洋，内部有一个固态的内核。目前关于这颗星体，除了估计了它的大小，还知道它的热辐射数据和地球类似，即它的表面温度可能和地球差不多。

在类海王星行星上，即便温度适中，能够产生生命，也未见得能产生智慧文明--毕竟缺少陆地。但假如这颗行星有一颗类似于土卫六那样的卫星，则非常适合于智慧生命的生存。土卫六的直径是地球的40%，比月球大将近50%，重力是地球的八分之一，弱于月球，月球重力是地球的六分之一。

土卫六有非常稠密的大气层。如果给人加上翅膀，由于大气稠密且重力低，人可以靠扇动翅膀在土卫六上飞起来。听到这些，是不是有种很熟悉的感觉？没错，《阿凡达》里面的潘多拉星球，就是这样的设定。在那里人可以骑在龙上飞，还有能悬浮的山体，都是低重力加上大气稠密的结果。

看到这里有人可能在想，半人马α星那里，不可能发展出高级智慧文明，毕竟三体行星的环境太恶劣了。其实这是刘慈欣《三体》小说带给大家的误解。那种混沌的三体系统，需要三个质量差不多的星体在一起才行。半人马α星系，其实是一个稳定系统，其中A星和B星组成稳定的双星系统；远处的比邻星，质量很小，距离也很远，其引力对A、B两星那里影响非常小。

实际上，假如A星宜居带中的热海王星行星真的有土卫六一样的卫星，那里将非常适合智慧生命的演化。半人马αA星和太阳非常相似，而且年龄和太阳都差不多。假如地球上能产生生命的话，半人马星系那里也很有可能出现生命。这样的卫星温度适宜，而且有巨大的主星吸引小行星撞击，可以避免出现6600万年前小行星撞地球灭绝恐龙那样的惨剧，生命有更适宜的条件进行演化。因此我们不禁好奇，那里的智慧生命能发展到什么样的水平？

按计划在2021年10月31日，当然不排除再次推迟的可能性，詹姆斯·韦伯太空望远镜将要升空。詹姆斯·韦伯拥有6.5米口径的望远镜，远超哈勃的2.4米。韦伯的一个重要任务就是在近红外波段对地外行星的大气进行观测。或许届时就能有更多的结果向大家报告。

到2025年，ESO的39.3米口径极大望远镜ELT将上线，集光能力将是VLT的近20倍。届时可对地球大小的地外行星成像，甚至研究地外行星大气层的构成。不过，假如半人马αA星的宜居带那里有热海王星的话，其宜居带内很难再有类似于地球的岩石行星。寻找智慧生命的希望应该寄托在热海王星的卫星上。但是目前的技术能否支持寻找这样的卫星，还是未知数。
如果真的要派探测器过去看一看，要等到核聚变技术成熟之后，发射核聚变推进的探测器，在几十年时间里抵达半人马α星系，为地球人献上近距离图像，让我们看到更多的细节。其实这一天也不会太遥远。本世纪内核聚变太空引擎就会出现。很可能下世纪的某个时间点，人类就能看到那个三体星系的高清无码照片。

祝大家身体 健康 ，活到那一天！（这是佰思科学一向的幽默，真诚祝大家牛年吉祥，牛气冲天！）