夜空中第三亮的星星是半人马座阿尔法星。它是离我们最近的恒星邻居,虚构的变形金刚诞生系统,小的毛茸茸的生物和泛银河系含漱爆破物……现在是离我们最近的系外行星。
半人马座阿尔法星实际上是一个三星系统。它由一对双星组成,半人马座a和B,以及一颗更遥远的矮星比邻星(Proxima Centauri)。正是在这个昏暗的电灯泡周围发现了一颗行星。
这个发现引爆了我的社交媒体。新大陆的质量至少比地球大30%,接收到的光和热与地球相当。任何熟悉系外行星新闻的人都知道,这足以让他们开始收拾行囊,购买必然会出现的星巴克咖啡(real - star - bucks)特许经营权的股票。
熟悉我的饲料的人都知道我要挑战这个婴儿的冰桶。
公平地说,这很令人兴奋。它非常有意思。事实上,我非常兴奋,我已经放弃了早上打扫我新空的公寓的杂务,坐在一个纸箱上写这篇文章。
让我们先从行星属性的描述开始。半人马座比邻星b是由径向速度技术发现的:这是由于行星的引力所引起的恒星运动的轻微摆动。摆动越大,行星的引力就越强,因此,行星的质量也就越大。这些都是事实,但它让我们遇到了第一个警告:
告诫1:我们只知道最小质量
我们只能直接测量恒星向地球的运动。这意味着我们只能看到行星对恒星的部分影响。
这就像试图通过观察一个热气球的影子来判断它移动了多远。你可能会低估飞行的距离,因为气球向上移动(不会改变它的阴影位置),也不会水平移动。你可能认为气球在这么短的距离内不需要太多的气体,但实际上它需要很多燃料才能垂直上升。同样地,比邻星的行星可能要大得多,但与我们的视线相比,它的大部分力是将恒星“向上”拉。
我们测量的1.3地球质量与比邻星b的真实质量有多接近取决于它围绕恒星的轨道的方向。如果我们观察轨道的边缘,那么1。3地球质量是真实值。如果它更靠近地球表面,那么它的质量可能是地球质量的70倍;天然气巨头的统治如果我们假设这个方向是完全随机的,那么这个行星的质量很可能是地球的2.6倍。
为了对比邻星b到底是什么有一个大致的了解,杏耀QQ我们需要它的密度。高密度意味着地球表面是固态的,而低密度则意味着是类海王星的气体巨行星。密度,我们需要大小。
因为所有的头条新闻都宣称“发现了一颗地球大小的行星!”-羞愧。我们不知道比邻星b的尺寸。这意味着这颗行星可能是一颗岩石构成的超级地球,也可能是一颗气态的海王星。
然而,如果我们猜一下,可能会有一颗岩石行星。有经验证据表明,小于地球1.5倍大小的行星更典型的是岩石而不是气体。这个边界相当于地球质量的大约4.5地球质量,假设有类似地球的硅酸盐岩石组成。这比半人马座比邻星b最可能的质量要大,所以让我们乐观一点,假设我们有一颗表面是固体的行星,但请记住,这只是基于一次测量的推测。
让我们继续讨论光和热的问题。比邻星比地球离太阳近得多。事实上,它的轨道离我们只有5%的距离。这比水星要近得多,水星距离地球和太阳的距离为40%。比邻星b上的一年仅在11.2天内结束。然而,比邻星是一个弱恒星。它是一颗红矮星,质量仅为太阳的10%。因此,它只向地球上的比邻星b发出2/3的辐射。
这意味着,如果你在地球大气层中覆盖比邻星b,表面温度会很低,但它可能支持液态水。也就是说,
杏耀娱乐生财 ,比邻星b正好位于宜居带。
警告#2:可居住地带并没有说明任何关于可居住性的问题。
我讨厌可居住电话这个词,因为任何理性的人都会认为它标志着一个适合生活的地方。你知道,“可居住”这个词就在名字里。
宜居带的全部意义在于,一个拥有类似地球的大气和表面压力的行星可能拥有液态水。我们有任何迹象表明比邻星b有类似地球的大气层吗?
一个猜测。两个选择。答案不是“是”。
宜居带完全不能告诉我们关于地球的任何事情,只能告诉我们它的位置。如果木星位于地球的位置,它将处于宜居带,但肯定不会比现在更宜居。宜居带仍然很有趣,因为它可以作为后续研究的选择工具的一部分:有3000多个已知的行星,我们需要挑选出最佳的候选者进行进一步的观察。但这并不意味着我们要选择地球。
宜居带也没有告诉我们关于这颗恒星的太多信息。这就引出了第三个告诫:
警告#3:红矮星有行为问题。
红矮星通过喷射称为耀斑的恒星物质束来弥补它们的poxy大小。太阳也有耀斑,但比邻星的耀斑要大得多,而且比邻星比我们离太阳近得多。最终结果是比邻星b的x射线浴是地球的400倍。这个值就是现在的值:这颗恒星的早期年份要危险得多。这种辐射水平(过去或现在)可能会破坏大气层,蒸发掉任何水分,并毁灭地球上的所有生命。
或者它不能。地球的磁场保护地球不受太阳耀斑的影响。如果比邻星b有一个熔化的铁芯和一些板块构造作用,那么它可能把自己包裹在一个磁性安全背心里。我们知道什么?不是一个线索。即使这颗行星是岩石,它的成分组合可能与地球完全不同。即使它有和地球一样的岩石配方,可能仍然没有磁场:金星在大小和质量上与我们非常接近,但在磁学上几乎没有。
星星的闪耀行为引出了另一个问题……
警告#4:地球可能不存在。
耀斑、星斑和一般的恒星运动都会在恒星旋转时产生抖动,看起来非常像行星。行星与恒星相比是如此之小,以至于很容易把它们微弱的耳语误认为恒星的呻吟和吱吱声。恒星越乱,越难被发现。
关于比邻星b的公布信号看起来是合理的,但是这颗恒星的活动引起了怀疑。在我们确定这颗行星确实存在之前,需要进行独立的观测。如果它被证明是假阳性,那将是一个很好的同伴:2012年,在半人马座阿尔法星B附近曾宣布有一颗质量与地球相当的行星,但后来由于对数据的新分析导致信号消失而撤回。
如果这颗行星确实存在,那么它与恒星的距离可能会导致另一个问题:它可能被潮汐锁定。就像月亮和地球一样,半人马座比邻星b的一侧可能会永久地面对着这颗恒星,而另一侧则是永远的黑夜。这是否会造成一个死烤死冷的分裂世界,又取决于地球的大气层。如果空气能够围绕恒星旋转并重新分配其热量,那么星球的表面条件可能是适宜居住的。或者,这可能是有史以来最糟糕的圣诞火鸡。
还有一个问题,我们不知道怎样才能适合居住。由于只有地球作为生命存在的参照点,我们无法判断哪些条件是最关键的。例如,地球是否需要在一个世界系统中才能将水输送到它的表面?月亮对取暖很重要吗?如果行星的轨道不是圆形的,而是一个弯曲的椭圆,会发生什么?(如果有人看到过“地球相似性数字”,那就把你的大脑漂白。
同样值得记住的是:
警告5:我们已经看到了类似的行星。
比邻星b在质量上不是离地球最近的系外行星,也不是在宜居带发现的第一颗系外行星。然而……
警告#6:是的,好吧,这仍然是大新闻…
比邻星是可能存在的最近的系外行星,这就是它的发现令人难以置信的激动的原因。开普勒太空望远镜给我们提供了关于行星的数量和这些外星系统的结构的奇妙的统计数据,但仅仅是对行星本身的一个半径测量。为了更多地了解行星的形成和生命的发展,我们迫切需要这些个别世界的细节。特别地,我们需要一颗足够近的岩石行星来检查它的大气层并开始探测它的表面条件。这个候选者很可能是比邻星b。
半人马座比邻星b永远不会是“类地”的,因为它的恒星肯定不是“类日”的。然而,红矮星是我们银河系附近最常见的恒星,它们周围的行星也是最容易找到的。科学界一直在争论,这样的恒星是探索宜居前景的最佳目标(容易找到行星),还是最糟糕的目标(温暖的行星危险地靠近恒星)。未来对比邻星b的观测将有希望为一直以来的推测和模型的争论注入事实。
那么下一步是什么?
绝对理想的情况下,我们会发现行星穿过恒星的表面。这是行星探测的“过境技术”:行星在其轨道上通过恒星和地球之间时,会挡住恒星的一小部分光线。被遮蔽的光的数量和持续时间决定了行星的直径并确定了其轨道的方向。这样,我们就有了一个平均密度,当星光在行星边缘闪烁时,我们有可能瞥见行星大气的内容。
不幸的是,半人马座比邻星b凌日的可能性很低。天文学家满怀希望地盯着离我们最近的恒星看了这么长时间,如果它是一个周期性的调光开关,我们应该已经发现了这个小恶魔。这意味着这颗行星既不是从地球上观测到的凌日现象,也不是由于频繁的来自恒星的巨大耀斑而无法探测到的凌日现象。
然而,另一个令人兴奋的前景是直接成像。幸运的是,杏耀联系行星并不像恒星一样是咆哮的地狱,但它们确实会释放一些热量。如果这能被探测到,我们就能看到这颗行星了。直接成像技术仍处于起步阶段,通常只能观测到距离恒星很远的木星大小的星体。但是比邻星的临近意味着我们现在就可以用我们最好的望远镜来观测它,或者很快就可以用詹姆斯韦伯太空望远镜(哈勃的后继者)和欧洲地面超大望远镜来观测它。直接观察这颗行星还能让我们了解它的大气层和潜在的表面环境。在我看来(好吧,可能有点偏见),这使得比邻星b成为这些望远镜最激动人心的目标。
但是比邻星太近了,我们不能去看看吗?
警告7:离我们最近的系外行星仍然非常遥远。
比邻星距离地球4.24光年。人类迄今为止最远的旅行是绕着月球转了一圈:离地球只有0.00004光年远。旅行者1号是我们目前距离最远、速度最快的宇宙飞船,要到达这个星系仍然需要75000年的时间(而且它没有指向正确的方向)。
世界上最疯狂的想法之一最近得到了资助。由俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳资助的“摄星”计划,计划在20年内开发一种方法,将一个微型探测器发送到半人马座阿尔法星。把这形容为“长镜头”在几个层面上是一个笑话。然而,如果这是可行的,那么现在就有了最伟大的目标。