宇宙,因其浩瀚無垠,深邃未知,一直吸引著我們去探索。可以說人類文明的歷史有多久,對外太空的探索就有多久。本期,上海市中小學生「科普校園行」活動請來了上海天文館(上海科技館分館)的科普專家施韡老師,為小科學迷們介紹地球的鄰居——比鄰星和「它的孩子」。
地球的鄰居——比鄰星
你知道嗎?在天空中閃閃發光的星星有超過99%都是恆星,而我們最熟悉的恆星就是太陽啦。太陽系中,包含我們地球在內的八大行星和其它無數的太陽系小天體,都在太陽強大引力作用下環繞太陽運行。但是這樣一個龐大的太陽系家族,在銀河系中卻就像是一顆沙粒。銀河系擁有至少1000億顆以上的恆星。那麼,在這麼多恆星中,離我們最近的是哪一顆呢?答案就是——比鄰星。
比鄰星是由天文學家羅伯特·因尼斯於1915年在南非發現的,它位於半人馬座,是半人馬座α三合星的第三顆星,離太陽只有4.23光年,要知道,我們銀河系的直徑有10萬光年呢,比起10萬光年的距離,4.23光年是不是就像在銀河系裡「比鄰而居」了?不過,雖說是鄰居,實際距離卻也很遠呢,如果用目前人類最快的宇宙飛船到比鄰星去旅行的話,來回也得17萬年。
知道多一點:
光年:光年是長度單位而不是時間單位,它指光在宇宙真空中沿直線傳播了一年時間的距離,為9460730472580800米。
三合星是由三顆恆星組成的,三顆恆星以引力互相維繫。比如我們熟知的北極星就是三合星中的一顆。
半人馬座,在中國只有極南方幾個省份在春天的晚上才能看到。半人馬座α星在中國古代稱為南門二,是全天第三亮的恆星,14世紀,鄭和下西洋時,就曾用它來導航。
比鄰星的「孩子」——比鄰星b
歐洲中部時間2016年8月24日晚,歐洲南方天文臺召開了新聞發布會,宣布在比鄰星周圍發現一顆位於宜居帶內的行星,稱之為「比鄰星b」。
「位於宜居帶內」意味著什麼呢?看我們報紙的小讀者一定知道,宜居帶是指一顆恆星周圍的一定距離範圍,在這一範圍內,水可以以液態形式存在。根據人類目前的認知,液態水被認為是生命生存所不可缺少的元素,因此如果一顆行星恰好落在這一範圍內,那麼它就可能擁有生命或擁有可以生存的環境。
比鄰星 b和它的「太陽」——比鄰星的距離非常近,僅約750萬公裡,只有地球跟太陽距離的5%。那大家可能要想了,距離比鄰星這麼近,比鄰星b上的溫度一定很高吧!
不用擔心,比鄰星是紅矮星(表面溫度低、顏色偏紅的恆星),與太陽相比,它體積小,溫度低,表面溫度只有約2800度,比起太陽的6000度是不是低了很多?因此,即便與恆星的距離很近,比鄰星 b仍處於宜居帶,擁有允許液態水存在的適宜溫度。
不過,由於距離太近,比鄰星b會遭受來自恆星非常強烈的紫外線和X射線的照射,相比於地球,它的空間環境可能要惡劣不少。
有趣的是,因為距離比鄰星太近,比鄰星 b的公轉周期只有11.2天,也就是說比鄰星 b上的一年只相當於地球上的11.2天。天文學家是怎麼發現這個秘密的呢?2016年上半年,位於智利拉西拉天文臺的HARPS光譜儀,對比鄰星進行了細緻觀測。天文學家發現,比鄰星有時會以5km/h的速度(相當於正常人的步行速度)靠近地球,有時又以相同速度遠離地球。天文學家由此通過一套公式,推算出了比鄰星b的公轉周期。
「海內存知己,天涯若比鄰。」地球人尋找知音的渴望或許也是與生俱來的。霍金的「突破攝星」計劃(標開發數千個郵票大小的納米小型太空飛船,飛往我們最近的恆星系,並發回照片)也是瞄準比鄰星的。如果這個計劃真能實現的話,或許在未來一兩百年裡,甚至在我們有生之年就能看到4.23光年外,離地球最近的一顆系外行星長什麼樣了。太不可思議了,想想還是有點小激動呢!