《三體》中的行星真實存在!距離地球僅4光年,傾角與地球相似

2020-12-16 川陀太空

目前,隨著深空觀測的發展,人類已經找到並確認了4093顆的系外行星(目前還有4727顆系外行星候選者)。隨著越來越多的系外行星被發現,人類對這些系外行星的關注也越來越多,同時也在思考一個問題:這些系外行星是否真的會有生命的存在。根據天體物理學家的觀測,在半人馬座比鄰星附近可能有一個具有潛在可居住性的行星,但對於半人馬座阿爾法星,天體物理學家還有許多未解決的問題。在美國宇航局資助了喬治亞理工學院(GIT)的一項研究之後,他們發現在雙星系統中,其中一個恆星的可居住性會優於另一個恆星。

在宇宙中,很少有像太陽系一樣有多個行星系統的恆星,但像半人馬座阿爾法星這樣的雙星系統卻是很普遍的。它由半人馬座阿爾法A和半人馬座阿爾法B組成,阿爾法A是比太陽還大的G型黃色恆星,而阿爾法B是一個離太陽較近的K型橙色恆星。2012年時,天文學家誤以為找到了一個圍繞半人馬座阿爾法B運行的系外行星,但2015年的數據顯示,這個系外行星並不存在。雖然2013年時可能發生過行星過境,但因為距離過近,也並不具備存在生命的條件。

為了研究半人馬座阿爾法星周圍到底有沒有可居住的行星,天文學家用地球模型創建了一個雙星系統。這個模型包含了地球的傾斜度是如何隨著火星傾斜度的變化而變化,儘管傾斜度相差不大,分別為23.4°和25.19°。但是相對於地球傾斜度較穩定而言,火星傾斜度的大幅度變化導致了氣候的劇烈改變。地球傾斜度的改變會引發地球的冰川期和冰川間期,但它在41000年的時間裡,傾斜度從22.1°擴大到24.5°,這個改變的過程是相當緩慢的,所以所有生命形式都有足夠的時間來適應它帶來的改變。而火星的傾斜度可以在200萬年內完成一次從10°到60°:當火星傾斜度為10°時,火星兩極的大氣遇冷凝結,水蒸氣、二氧化碳在固化後使冰膨脹;當火星傾斜度為60°時,赤道周圍會有冰帶的出現,防止溫度過高,在夏季的正午,其地表溫度可以高達35℃。

如果沒有月球的引力作用,那麼地球和水星、金星等行星之間的相互引力會使地球的傾斜度改變60°,這會讓地球有著和火星相似的氣候環境,並對大氣層造成損失。

在這個模型之中,A是代表半人馬座阿爾法A的軌道行星,B代表處於可居住帶的類地球行星——半人馬座阿爾法星B。但數據結果顯示,A的表現優於B,這也就是說半人馬座阿爾法B可能不具有可居住性。半人馬座阿爾法A和阿爾法B在軌道運行時的距離,就像是天王星與太陽之間的距離,非常相近。阿爾法A運行的軌道是高度橢圓軌道,這也就導致它在運行時會接近阿爾法B,並對它產生重力幹擾,使得阿爾法B具有很大的傾斜度變化。

而且來自月球的引力也無法對系外地球的行星產生好的影響。系外行星本身傾斜度的變化使得氣候具有不穩定性,而氣候的周期由軌道延伸程度所決定,和地球每十萬年經歷一次冰川期不同,它們可能需要更長的時間,比如說100萬年一次,並可以持續很久。在宇宙中,像太陽系這樣擁有多個行星系統的單星很少見,但雙星系統的數量大概佔據了一半。研究人員發現,近乎九成的類地球系外行星擁有和地球相似的傾斜度(23.4°)。而在雙星系統中,由於恆星之間的距離比較遠,所以第二個恆星受到的地球影響比較少,傾斜度的變化也是小的,這反而更有利於植物適應傾斜度的變化。

但半人馬座阿爾法星的情況與這不同,所以,對於那些為了尋找生命的任務(突破攝星計劃)來說,這可能是一個壞消息。但慶幸的是,該研究顯示那些有著正確軌道力學的行星,可能真的會有生命的存在。行星軌道和自轉需要在雙星軌道周邊進行旋動,研究人員在其他具有恆星質量的雙星系統周圍也做了模擬測試,發現雙星系統還是有存在生命的可能性。雖然研究人員已經可以確認半人馬座阿爾法星及比鄰星,都沒有生命存在的可能性,但是在宇宙中,還有一半恆星可能會存在生命,這是一件令人興奮的事情。在未來,人類還需要很長的時間來尋找外星生命。

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