天狼星距離地球8.6光年,與其它近地恆星系比如比鄰星、南門二a、巴納德星等一樣,在夜空中我們用肉眼即能清晰地看到它們的身影,天狼星在視覺上是夜空中最為明亮的星星之一,在古代人們就有很多關於它的觀測記錄,甚至非洲的多貢人還流傳著他們來自於天狼星系中的一顆行星這樣的傳說。如果我們將太陽換成天狼星,那麼地球將會怎麼樣呢?
首先讓我們來看一下天狼星的基本情況。通常意義上我們說的天狼星,是指這個恆星系中的一顆最為明亮的恆星-天狼星A,另外與天狼星相伴的實際上還有另外一顆恆星-天狼星B,它們共同組成了一個雙星系統,只不過天狼星A正處於恆星的主序期,是一顆比太陽質量大0.8倍的藍矮星,表面溫度可以達到1萬攝氏度;而天狼星B已經度過了它的主序期,目前正處於恆星生命的晚期-白矮星階段,由於內核已經不再發生核聚變反應,因此其亮度很小,甚至只有天狼星A的萬分之一。
從目前監測的情況看,科學家們在天狼星這個雙星系統中還未發現有行星的存在,因為無論是應用行星凌日法、引力透鏡法還是視向速度法,都沒有發現有任何可以影響恆星光度現象的存在,而且天狼星B早期是一顆質量更加巨大的恆星,在向白矮星演化的過程中,勢必會在坍縮時向外界釋放巨量的物質和能量,即使原來該恆星系統中存在行星,也會在天狼星B的爆發時被烤焦或者吹離原有的運行軌道。
如果將太陽換成天狼星,這裡就有三種情況需要分別進行分析,第一是這個雙星系統佔據了太陽現在的位置;第二是將天狼星A放到太陽的位置;第三是將太陽替換為天狼星B。這三種方式對太陽系行星包括地球的影響將是明顯不同的。
如果將雙星系統替換過來,那麼它們之間的運動規律將與現在差不多,二者圍繞著它們共同的質心進行運動,科學家們測算出軌道的偏心率接近0.6,也就是說它們相互之間的距離、運動速度等在一個運轉周期內都將發生劇烈變化。而太陽系現有的行星,在圍繞這兩顆恆星公轉運動時,單獨一個行星與它們二者的關係就是明顯的三體狀態,運行軌道將會變得極其不穩定,有的可能會被吸入恆星內部,有的則可能會被甩出恆星系統,地球同樣如此,即使不發生上述狀況,也不可能始終處於恆星系統中的宜居帶區域內,上面的各種生命體也將煙消雲散。
如果將天狼星A放到太陽的位置,由於其質量比太陽要大0.8倍,而且是一顆藍矮星,表面溫度達到1.1萬K,無論是由內核的核聚變釋放出來的能量,還是亮度,都要比現在的太陽劇烈的多。據推測,如果地球還處於現在的軌道,其接收到的恆星輻射強度,要比現在大25倍以上,那麼表面溫度將迅速提升到幾百攝氏度,所有液態水都將變為水蒸氣,在恆星風猛烈的吹拂下,大氣層將大部分散失,所有生命體形式都將不復存在。而且地球要保持現有軌道,公轉速度要比現在提高1.4倍左右,這對於地球上的大氣層、地質活動和地形地貌也將產生明顯的影響,進一步加劇了地球大氣層的剝離,以及催生劇烈的火山、地震等災難,地球將變為一顆環境異常惡劣的星球。
如果將天狼星B放到太陽的位置,由於其質量和太陽差不多,它所提供的引力,對太陽系內的各行星的作用應該和太陽也基本一致,所以各大行星的運行軌道應該不會產生太大的變化。不過天狼星B目前已經處於白矮星階段,組成物質已經大為壓縮,體積僅和地球相當,雖然它的表面溫度很高,達到2.5萬K,但是從地球上看,天狼星B僅僅是一顆比較耀眼的亮點而已,地球上接收到的恆星輻射能量,將會遠遠低於目前的太陽所提供的能量,因此地球將迅速冷卻,形成一顆冰凍星球。而且天狼星B內部的核聚變已經停止,其表面溫度會逐漸降低,因此太陽系各大行星的溫度也會隨之進一步降低。
以地球上碳基生命形成和演化的歷程來看,一個能夠支撐生命形式存在的基本條件,即需要這顆行星為巖質行星且必須處於恆星系統宜居帶內,而且還要擁有適合液態水存在的溫度條件、濃度適宜的大氣層、合適的引力範圍、適中的磁場條件等等,最好在恆星系統中還存在著可以阻擋小行星撞擊的大質量行星以及衛星,這樣在漫長的演化過程中,才有基礎、有保障地形成各種生命「元素」的支撐條件,繼而演化形成複雜的有機物,最終組合激發出生命形態。
而能夠支撐生命體形成和發展的這些基本條件,又是非常嚴苛和脆弱的,一旦其中的某一項發生重大變化,那麼對於生命體的存在來說都將是致命的。所以說,不論是將其它恆星替換太陽,還是將地球放到其它恆星系統中,都不會那麼容易重現地球現在的完美狀態。