比邻星b和地球到底有多象

摘要

最近,科学家们宣布利用欧洲南方天文台的望远镜等设施发现一颗离地球最近的系外行星。 根据计算推测,这颗起名比邻星b(Proxima b)的行星以11.2 日一周的频率围绕着离太阳最近的恒星比邻星(Proxima Centauri)运行,质量起码是地球的1.3倍。重要的是,据推测,这颗行星的表面温度允许液态水的存在。也就是说,它处于所谓的宜居带!在离我们最近的恒星系统发现颗位于宜居带的行星当然是个激动人心的发现,但是象国内某些科普网站那样把它说成是“地球的孪生兄弟”啥的就过了。​​

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最近,科学家们宣布利用欧洲南方天文台的望远镜等设施发现一颗离地球最近的系外行星。 根据计算推测,这颗起名比邻星b(Proxima b)的行星以11.2 日一周的频率围绕着离太阳最近的恒星比邻星(Proxima Centauri)运行,质量起码是地球的1.3倍。重要的是,据推测,这颗行星的表面温度允许液态水的存在。也就是说,它处于所谓的宜居带!在离我们最近的恒星系统发现颗位于宜居带的行星当然是个激动人心的发现,但是象国内某些科普网站那样把它说成是“地球的孪生兄弟”啥的就过了。​​题图

“比邻”有多远

之所以有那样的错觉,多半是因为距离近。4.2光年在天文学的尺度上看确实是近邻,仿佛触手可及。可以如果考虑到人的寿命,甚至人这个物种可能延续的时间,几乎就是遥不可及了。如果今天发射个速度最快的探测器,也要七万年以后才会到达。如果坐航天飞机,即需要165,000年!

Tidal locking

因为比邻星b离比邻星很近,只有日地距离的5%,它们之间很可能处于一种tidal locking状态。也就是说,它自传和公转一周的时间相同,所以一边总是朝向比邻星而另一面总是背离它。结果就是一边总是白天,另一边总是黑夜,不会有昼夜交替和四季轮回。朝向比邻星的一面会很热而背向它的一面会极冷。

硬X射线和紫外线暴

比邻星属于红矮星(银河系里差不多80%的恒星都是红矮星),是恒星里面十分活跃的一类,隔三差五就会向外辐射破坏力极大的X-射线和紫外线暴。据估计比邻星b 受到的高能辐射是地球的400倍!如果没有足够强大的磁场和足够浓密的大气层保护,生命恐怕是没有机会在那里出现的。反过来,面对如此频繁和破坏力强大的射线暴, 即使原来有大气层和水,也是很难保住的。不过已经有人帮哪里的生命(如果真有的话)想好了办法,就是把高能射线变成低能无害的可见光。地球上就有不少生物表达荧光蛋白,它们能吸收能量高,波长短的紫外线,释放出能量低、波长长的可见光。如果真是那样,比邻星射线暴爆发的时候,比邻星b就会发出比接收到的辐射波长更长的光,这就为我们探测生命迹象提供一个虽然间接但是醒目的指标(听上去比死的戴森球好玩)。

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​大气层

前面说了,比邻星b是否适合生命存在,除了磁场,很大程度还取决于它是否存在大气层,以及大气层的厚薄疏密和构成,而目前我们对这些一无所知。 如果没有大气层,它的平均温度可以低到零下四十度。大气层如果足够稠密,除了能跟磁场一起阻挡射线暴, 还会起保温作用,而且能把热量散播到永远是黑夜的那一面。如果不是这样,比邻星照不到的那一面可能没有足够的能量支持生命的繁荣甚至存在。 对这些一无所知是因为我们还没有足够强大的望远镜。但是如果我们能够正好捕捉到比邻星b掠过比邻星表面的时机,就可以用哈勃望远镜通过光谱分析研究它的大气组成成分。可是因为比邻星小,比邻星b的轨道近速度快,捕捉到这种时刻的机会很少。

如果没有这样的机会,就要坐等更强大的望远镜问世。预计NASA两年后发射的哈勃望远镜的后继者詹姆斯韦伯太空望远镜可能都不够强大,得等到2024年欧洲超大望远镜启用之后才能对这颗行星有更多的了解。

更多的疑惑

前面说过,比邻星b离比邻星很近,只有日地距离的5%。在离恒星这么近的地方应该不会有足够的形成行星的材料,所以有人推测比邻星b可能是外来户,是在离比邻星较远的地方形成然后迁移过来的。如果真的是诞生在离比邻星较远的冰雪世界的外来户,起码在开始的时候它是水淋淋的。如果诞生于本地,它会很干,只有靠彗星送水,才有可能支持生命的存在。

( 原文链接:http://blog.sina.com.cn/s/blog_be1dfca90102x0cu.html

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