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地球去流浪 比邻星是个好归宿吗

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发表于 2019-2-9 17:04:33 | 显示全部楼层 |阅读模式


身边的天文学

实习记者 于紫月

太阳,太阳系的"顶梁柱",散发着生命赖以生存的光和热。你可曾想过,如果没有了太阳,地球的归宿将是哪里?

科幻作家刘慈欣或许想过这个问题,他在科幻小说《流浪地球》中写到,当太阳生命走到尽头,人类唯一的生路是向外太空恒星际移民--将整个地球"甩出"太阳系,向着半人马座比邻星进发。

春节期间,由这篇科幻小说改编的同名电影将登上大银幕,"国产硬科幻"的标签让人们对其广泛关注,一系列的问题也接踵而来:什么样的恒星才能够成为地球的母恒星?比邻星究竟能否成为第二个太阳?

地球定居何处 两因素很关键

" 恒星是由引力凝聚在一起的一个发光等离子球,其主要作用是为生命提供稳定的能源。因此,理论上地球可以选择任何一颗年轻的恒星代替太阳使生命延续。" 中科院国家天文台研究员苟利军在接受科技日报记者采访时表示。

" 流浪"的地球应该在距离恒星多远的轨道上"扎根"?苟利军指出,这就涉及到了宜居带的问题。宜居带指一颗恒星周围有更大机会存在生命或生命生存环境的区域。如何界定这一范围?"液态水通常被认为是生命生存所不可缺少的元素,所以在恒星周围,水能够以液态形式存在的区域往往被认为是宜居带。"因此当恒星质量较小、发出的光较弱时,宜居带便会与恒星近一些,反之亦然。

" 宜居带的计算模型有很多种,地球必然处于地球宜居带之中,火星则在一些模型中处于""""边缘地带""""。人们最近几年在火星上发现了液态水和地下液态冰,进一步佐证了火星确实处于宜居带中。"苟利军指出。

如果地球能够顺利在新的宜居带上"定居",将满足人类生存的最基本条件。但在追求生活质量方面,还有一个问题不得不考虑。"恒星能量爆发活动的频率将会对人类日常生活产生重要影响。"苟利军表示,太阳爆发活动会释放出大量带电的高能粒子,可产生极光等壮观的天文现象,但也会危害无线电通信、导航、地面电力系统等。

2006年太阳耀斑大爆发使我国短波通信、广播等电子信息系统受到严重干扰甚至发生大面积中断。1989年强太阳风暴也曾使加拿大魁北克地区在寒冷的冬夜停电9小时。

空间环境恶劣 比邻难有"知音"

在苟利军看来,《流浪地球》之所以选择比邻星作为星际移民的目标,距离是最主要的因素。

比邻星属于半人马座,是离太阳系最近的一颗恒星,二者相距只有约40亿公里。

苟利军指出,比邻星质量仅为太阳的七分之一,其辐射出的能量比太阳弱很多,被归为红矮星的范畴,因此生命的宜居带将会相对靠近比邻星;另一方面,比邻星的能量爆发与太阳相比也剧烈得多。"对于""""流浪地球""""来说,比邻星显然不是最佳的第二个太阳,但它是离太阳系最近的恒星,人类没有更好的选择。"

事实上,天文学家们已经在比邻星周围探测到一颗位于宜居带内的行星--比邻星b。苟利军告诉记者,比邻星b的质量约为地球的1.3倍,与比邻星之间的距离只有700万公里左右,而太阳系中最内圈的水星与太阳的距离也是其8倍之多。

" 比邻星的爆发特别频繁,导致比邻星b的空间环境十分恶劣。" 苟利军进一步指出,比邻星b在行为上与地球也有一些差别,潮汐锁定效应便是其中之一。现有的探测数据显示,比邻星b有一面永远正对它的恒星比邻星,另一面则永远背对比邻星,就像月球总是以同一面朝向地球一样。

" 虽处宜居带,但比邻星b或许并不宜居。"在苟利军看来,人类寻找外星生命"知音"的渴望或许是与生俱来的,最新观测却表明,比邻星b乃至比邻星周围空间存在生命的可能性很低。研究人员发现,2017年3月比邻星的一次耀斑爆发,比最强烈的太阳耀斑还要强10倍,比邻星b受到的辐射比地球遭受的高出约4000倍,对生命极为不利。因此研究人员认为,比邻星b可能曾多次遭受强烈耀斑袭击,即使表面曾有过液态水和大气,也早就被摧毁殆尽,环境不适合生命存在。



《流浪地球》中人类携带地球赶往比邻星,然而那里或很不欢迎我们

即将上映的《流浪地球》里面讲了因为太阳即将发生氦闪并膨胀成红巨星,人类不得不带着地球离开太阳系,前往比邻星开辟新天地的故事。那么太阳氦闪到底是怎么回事呢?为什么它那么可怕?人类前往的比邻星就不会发生氦闪膨胀成新的红巨星吗?为什么可以成为人类开辟新生活的新天地呢?



这里先讲一下氦闪是怎么回事?它指的是恒星内部的氢元素聚变得差不多的时候,内部积压的高温高压条件可以点燃氦元素的聚变,在其被点燃的一刻,恒星的体积将急剧膨胀, 一瞬间就会释放相当于恒星数百万年核聚变的能量之和,而且在那一瞬间还会吹出大量的恒星风,距离恒星比较近的行星根本承受不了如此剧烈的能量袭击。



比如在我们的太阳系中,当太阳发生氦闪的时候,距离太阳最近的水星很有可能会被气化掉很大一部分,金星的大气层也会被汽化并且被吹掉,如果在这时我们的地球还在如今的位置上的话,也是不可能独善其身的,地球被太阳照射的一面将瞬间变成熔岩,海洋水域将全部被蒸发,太阳风也会席卷掉地球的大气层,很显然,就在这一瞬间,地球上的所有生命体都将要灭绝。所以《流浪地球》中假设科学家们认识到了太阳即将发生氦闪,于是人类启动了流浪地球计划,以便提前带着地球离开太阳系,避免氦闪的打击,这是一种很好的拯救地球和其他地球生命的计划。





那么人类携带地球跨越好几光年的距离前往的比邻星就不会发生氦闪吗?它就不会成为红巨星吗?其实它还真不会!因为它的质量太小了,只有太阳质量的1/8,它内部的温度和压力不足以点燃氦元素的聚变,它作为主序星的一生都将只会燃烧氢元素,其体积不会有剧烈的变化,也不可能在短时间之中释放出极其强烈的能量,而且这颗小质量的红矮星寿命将是太阳的好多倍,可以长达数千亿年,因此人类不用担心比邻星会发生氦闪和成为红巨星。



不过也正是由于比邻星的质量比较小,所以它散发的热量也不大,因此它的宜居带要比太阳系的小得多和近得多,所以人类要带着地球在比邻星系中生存,和比邻星的位置需要比距离太阳近得多才行。



但是天文学家们已经在比邻星系中发现了一颗位于宜居带中的行星——比邻星b,这颗行星比地球略大,质量为地球的1.3倍,但距离比邻星只有700万公里(0.047个天文单位),公转周期为11.2天,目前不排除该行星表面有液态水的存在,它也很有可能是一个有生命的星球,假如在这个星球上有高等级生命体的话,那么我们人类的到来将不受欢迎的,因为这样会和他们产生冲突,其实他们才算是这个恒星系的主人,我们是远道而来的客人,但是我们却要占用他们的资源,这势必会让主人家觉得不爽,所以如果处理不好关系的话,发生战争也是有可能的。



其实即便假设这个星球上没有高等级生命体,或者没有任何生命体,这颗星球的存在也很难容得下地球的到来,因为它会和地球围绕比邻星的运行产生冲突,因为比邻星的宜居带太小了,很难容得下像两个地球这样大质量的天体在不同轨道上以不同的速度运行,因为两个星体离得太近时就会到彼此引力的影响,从而引发星体运行轨道的波动,甚至也有可能引起两颗星体上大规模的地震火山等,唯一的办法就是地球和比邻星b在比邻星的两边以相同的速度运行,这样才能不受彼此引力的影响,这样的话我们的一些时间观念就必须得改变,因为届时地球围绕比邻星公转一周的时间将和比邻星b一样,也就是说地球上的一年也将只有11.2天,不到两周时间,距离一个月的时长也很远。



所以,比邻星虽然是一颗恒星,却实难容下我们和地球,那里或许很不欢迎我们,而且就目前的观测来看,比邻星的星体活动还不是很稳定,有时它喷出的恒星风比太阳风还猛烈,这也是很不利于距离比邻星很近的地球生命生存的。   
发表于 2019-2-9 17:16:13 | 显示全部楼层
用尽全力ding~
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