隔壁星系有颗“第二地球”,一个《三体》的谜之巧合?

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叶文洁在红岸基地发射的一串信号,给地球招来了灭顶之灾,而这个为地球带来末日审判的外星文明就来自离地球 4 光年外的隔壁星系。这故事既离奇又惊悚,但好在这只是小说。

事情就是这么巧合,欧洲南方天文台(ESO)昨天在 官网 上正式确认,距离我们最近的恒星系统比邻星(Proxima Centauri)中,有一个处在宜居带上的类地行星,并且极有可能有液态水。

隔壁星系有颗“第二地球”,一个《三体》的谜之巧合?

(图片来自: Pale Red Dot )

除了震惊,还是震惊,让人瞬间脑洞大开:星际殖民有希望了?人类找到第二故乡了?地球生态灭绝后有退路了?我们在这个浩渺的宇宙中可能并不是唯一的生命体?

如果你现在进入了这种发烧状态,爱范儿(微信号:ifanr)来给你降降温。

我们知道什么?

这颗类地行星被称为比邻星 b(Proxima Centauri b),围绕着一颗红矮星公转,这也是人类已知距离地球最近的系外行星,仅距离 4.24 光年,相较于之前发现的开普勒 452b 1400 光年的距离,这已足够让人赞叹。

根据估算,这颗行星为固态,表面遍布岩石,质量不少于地球的 1.3 倍,因此体积也可能比地球稍大一点。

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(图片来自: Daily Mail )(望远镜上的比邻星)

为什么科学家认为这个星球宜居,并且有液态水呢?因为这个星球处在比邻星的宜居带上。

比邻星 b 距离中心的红矮星 730 万千米,不足日地距离的 5%,比水星离太阳的距离还要短。也正是由于轨道半径小,比邻星上一年只有约 11 天。

而它之所以没有成为一个像水星那样地狱般的世界,是因为中心的红矮星是恒星演化到后期的形态,辐射、能量都已大量散失,温度较低,而且直径和质量都不足太阳的 15%。

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(图片来自: phl )(估算对比)

因此根据估算,比邻星 b 接受的热量在这个距离上刚刚好。

或许是巧合,比邻星很可能是一个三星系统的一部分,如果事实如此,将和《三体》的桥段非常相似。

在《三体》里,三体人的星系中,三个恒星在做着难以破解的三体运动,而比邻星则绕着一个被称作半人马座阿尔法的双恒星系统公转,三颗恒星之间有复杂的引力关系。

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(图片来自: Pale Red Dot )(三星系统)

在南半球的夜空中,你确实难以察觉到又小又暗的比邻星,但半人马座阿尔法的两颗恒星则在夜空中最为闪亮,而找到了它,你也就接近发现比邻星。

而这就几乎是我们目前已知的一切。

什么还不确定?

就目前得到的信息来看,一切都是基于人类结合观测后在理论上的推演,而至于这个星球到底是天堂还是地狱,变数还很大。

根据 官方 声明,尽管可推测比邻星 b 处在宜居带,但考虑到它距红矮星的距离,它可能会受到紫外线与 X 射线的强烈影响,所受辐射将比太阳对地球的更强。

Pale Red Dot 项目的研究者已经分别用两篇论文探讨了星球可能的气候状况,最终明确,这颗星球到底有没有水还是未知,但在理论上完全有这个可能,但是即便存在,地表液态水只可能存在于地表光照最充足的区域,比如热带地区(3:2 共振轨道情形)或向阳一面(同步自转情形)。

此外,行星的自转状态(倾角、周期)、红矮星的辐射、行星形成史,都可能对其气候产生影响。

隔壁星系有颗“第二地球”,一个《三体》的谜之巧合?

(图片来自: Slate )

而美国著名天文学家 Phil Plait 在 博客 中分析了其中至关重要的两个不确定因素。

首先,我们不知道星球的真实质量。如果观测角度是行星公转轨道的正侧面,那的确可以估算出比地球重 1.3 倍这个数据,但如果观测时公转轨道是倾斜的,那星球的质量应该会比之前公布的更大,而这也将影响行星的环境。

其次,他同样也指出,行星存在于宜居带并不是有液态水的直接证据。比如,如果没有致密的大气层,那行星气温可能会低至 -40℃ 左右,而地球在除去温室效应的情况下这一数字是 -15℃,而没有液态水以及适当的光和热,其存在生命体的可能性也会减小。

此外,关于星球的组成成分、尺寸等都还一概不知,因此 Plait 说:

这个地方可能会完全不适宜居住,也有可能是伊甸园,我们完全没有办法知道,所以要额外注意:比邻星 b 确实可能与地球大小相仿,但至于是不是有地球那样的宜居环境,我们完全无从得知。

“第二地球”的判定铁律

既然还有这么多未知谜团,那Pale Red Dot 的天文学家有何底气称其宜居呢?读到这里,你会注意到爱范儿(微信号:ifanr)反复提到一个词:宜居带。那到底什么是宜居带呢?

根据 2013 年学术期刊 Science 上的一段介绍,宜居带(habitable zone)是围绕恒星的一个轨道范围,在这个范围内,光和热都较为适中,因此在充足的大气压下,行星表面可以形成液态水。

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(图片来自: Slate )(比邻星 b 处在绿色宜居带上)

是否宜居与恒星的辐射、行星的质量、大气状况都有决定性的关联,而处于宜居带仅仅是其中一个因素。

综合这些因素,地表液态水,是存在生命的一个至关重要的条件。地球则是个巧合,是一个幸运儿,它就处在那个黄金平衡点上,各项指数都刚刚好,而比邻星 b 能达到这种黄金平衡的几率微乎其微。

在本次发现中,科学家得出宜居这一假设,主要是基于其处于宜居带,并且质量与地球相仿,但这实际上并没有将所有情况都考虑完全,比如之前提到的大气、所受辐射等。

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(图片来自: Daily Mail )(开普勒 186f 效果图)

事实上,自从人类 1995 年发现第一个系外行星后,已经累计发现了 9 个预计会存在液态水的 行星 ,除了新近发现的比邻星 b,2/3 是由 NASA 的开普勒太空望远镜一手包办,大部分的判断都是依据宜居带这一指标,但由于全部都在距离 13 光年以上,因此即使是发现了也几乎没有探索的可能。

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(图片来自: Wikipedia )(历史上的 9 颗类地行星)

得了孤独恐惧症的人类

就算距离再远,即使我们的飞船和通讯设施再差,人类还是无法止住探索外星世界的脚步。

于是有这么一群“疯子”,他们每天守在炮台一样的天文站,观测着这个他们一辈子也去不了的世界。

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(图片来自: Pale Red Dot )(Pale Red Dot 团队)

Pale Red Dot 项目就是这个惊世发现背后的组织,它由伦敦玛丽皇后大学学院的 Guillem Anglada-Escudé 教授掌舵,由一支天文学家组成的研究小组管理。他们的目的只有一个:通过位于智利 La Silla 的 ESO HARPS 光谱仪观察比邻星的变化,由此来确定是否确有系外行星。

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(图片来自: Pale Red Dot )(恒星晃动)

而可能存在行星的线索最早于 2013 年发现,但当时观测结果可信度并不高。

之后,Anglada-Escudé 教授的团队,在 ESO 的协助下进行了更多观测,而这项 Pale Red Dot 计划也在两年之后诞生。

在那 60 个夜晚里,Anglada-Escudé 教授每天都要检查信号。从前 20 天的结果来看,与预期已经非常相符,等达到 30 天时,结果已经很明确,于是团队开始准备起草论文。

最终在昨天,他们把这个消息告知了整个人类世界。

比邻星 b 的发现注定只是个开端,未来,它将成为宇宙中搜寻地外生命线索的重要目标。而事实上,StarShot 项目也早已派探测器飞往半人马座阿尔法星系。

Anglada-Escudé 教授也表示:

我们计划的下一步是搜寻比邻星 b 上的生命。

隔壁星系有颗“第二地球”,一个《三体》的谜之巧合?

(图片来自: Slate )(智利 ESO 天文台)

而这也引发了人类千百年来一直萦绕于心头的宏大问题:我们是谁?茫茫星空下,我们注定孤独吗?

于是,人们说:上帝或者真主活在我们头顶上,掌管着一切;到了近现代,又有形形色色的 UFO 传闻。

人类似乎难以接受孑然一身这个惨淡的现实,一直在用各种幻想麻痹自己:地球之外,一定还有别的世界,我们一定还有同伴。

于是,刘慈欣这样的神笔为我们构建了幻想的天地;而另一边,科学在用证实、渐进的方式为我们拓展眼界。但是,知道这个问题的答案真的有那么重要吗?这会是像《三体》中所记述的灭顶之灾,还是会帮人类迈向更繁荣更智慧的未来?

在我们真正与外星世界建立联系前,这一系列哲学问题都不会有明确可信的解释。

看来,我们还是一如既往的孤独而焦虑。

题图来自: Slate

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