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隔壁星系有颗“第二地球”，一个《三体》的谜之巧合？

爱范儿 · 公众号 · 科技媒体 · 2016-08-25 21:28

正文

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。

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。

望远镜上的比邻星，图片来自：Daily Mail

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 b 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放出辐射少，温度较低，而且直径和质量都不足太阳的 15%。

估算对比，图片来自：phl

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。

三星系统，图片来自：Pale Red Dot

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。

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，他还指出，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。

比邻星 b 处在绿色宜居带上，图片来自：Slate

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。

开普勒 186f 效果图，图片来自：Daily Mail

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，加上新近发现的比邻星 b，2/3 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，但由于距离全部都在 13 光年以上，因此即使是发现了也几乎没有探索的可能。

历史上的 9 颗类地行星，图片来自：Wikipedia

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。

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。