「三體」已被發現?美國科學家發現系外行星,其天空有3個太陽

2020-12-03 衿衿有味

劉慈欣科幻小說《三體》中描述的三體星或許並不悠遠,據澳洲科技新聞網(ScienceAlert)7月28日報導,美國天文學家發現了一顆奇特的固態系外行星,從這顆行星上能夠看到三個火熱的紅色恆星。

在廣闊的世界中,恆星經常與其它恆星共舞,圍繞著一起的重心旋轉。天文學家剛剛發現了一個這樣的系外行星。它的名字叫LTT 1445Ab,因為它圍繞構成LTT 1445體系的三顆紅矮星的主恆星運轉,該星系坐落22.5光年之外。

哈佛-史密森天體物理中心的天文學家詹妮弗·溫特斯告訴《新科學家》雜誌:「如果你站在那顆行星的外表,會發現天空中有三個太陽,但其間兩個離得很遠,並且看起來很小。它們就像天空中兩隻讓人感到不適的紅眼睛。」

這顆行星是由美國國家航空航天局(NASA)的行星搜尋太空望遠鏡TESS發現的。該望遠鏡的設計意圖是,經過勘探行星遮擋恆星的一小部分光線,來發現在咱們和母星之間運轉的系外行星。光線變暗以及恆星的微小運動(用其它望遠鏡勘探到),使得科學家能夠對行星的巨細和質量加以約束。

LTT 1445Ab與2016年發現的HD 131399Ab非常不同,HD 131399Ab是另一顆具有三個太陽的系外行星。後者是一顆巨大的恆星,圍繞著距地球340光年的三重星系中的一顆恆星運轉了550年。

這顆新行星的體積只要地球的1.35倍,而質量是地球的8.4倍,所以密度比地球大許多。雖然如此大的體積和質量使它歸於像地球、金星和火星這樣的固態行星,而不是氣態或冰態的巨行星。而這顆行星適合寓居的或許性也相當低。

這顆系外行星每5.36個地球日繞恆星一周。在如此近的間隔,它的外表溫度將達到428開爾文(155°C;311°F)。

即便如此,天文學家們還是對近間隔觀測感到振奮。這是因為LTT 1445Ab或許有大氣層,而在其恆星前有大氣層的固態行星是咱們尋找甲烷和二氧化碳等氣體的好地方。

一顆有大氣層的行星不僅會使恆星的光線變暗,還會依據大氣的化學成分改動它。具體來說,科學家能夠經過剖析恆星光譜的變化來測出這種成分。咱們目前的活潑技術還不太能研討到這種情況,但人們對哈勃的繼任者詹姆斯·韋伯太空望遠鏡寄予厚望。韋伯望遠鏡將於2021年發射,天文學家們急切地想要確定他們想要研討的方針。

LTT 1445Ab或許是一個完美的候選者。因為它的凌日如此頻繁,將會有許多的觀測時機。它離咱們只要22.5光年,聽上去好像非常悠遠,但相對來說,在世界尺度上是比較近的。

這顆紅矮星的亮度足以照亮大氣層,但還沒有亮到足以徹底蓋過這顆行星的亮度。並且,即使它沒有大氣層,或者它的大氣層沒有生物特徵,巖石行星在圍繞紅矮星的近軌道上也相對常見。

那麼《三體》中的三體星究竟是哪三顆星?

半人馬座比鄰星間隔太陽只要4.25光年。它是一顆紅矮星,半徑只要太陽的1/7左右,質量只要太陽的約1/8,亮度不高,在地球上無法用肉眼可見。

這次科學家們確信,比鄰星和離它不遠的兩顆恆星——半人馬座α星A半人馬座α星B,具有引力捆綁。

這三顆恆星構成一個

三星體系。

但在這個「三星體系」內部,相互之間的聯繫還是有點雜亂的。

相較於比鄰星這顆紅矮星,半人馬座α星A和半人馬座α星B身形要「魁偉」得多。

半人馬座α星A的半徑是太陽的1.227倍,質量是太陽的1.1倍;半人馬座α星B半徑是太陽的0.865倍,質量是太陽的0.907倍。

也就是說,這兩顆星中質量較小的半人馬座α星B,也抵得上7.4個比鄰星的質量。

● 太陽、半人馬座α星A、半人馬座α星B和比鄰星(從左至右)的巨細對比圖

更虐的是,在地球上的咱們看來,這三顆星相距都不遠,但半人馬座α星A和半人馬座α星B尤為挨近。

據估計,它們的間隔在11.2個天文單位到35.6個天文單位之間。

天文單位能夠近似理解為地球與太陽之間的間隔,實踐概念要比這雜亂,修訂後的數值等於149,597,870,700米,約為0.000016光年。

也就是說,半人馬座α星A和半人馬座α星B之間的間隔,最遠也就相當於太陽到冥王星的間隔(約39.3個天文單位)。這兩顆星手拉著手,不用出太陽系就能把恩愛秀了。

並且,半人馬座α星A和半人馬座α星B亮度都很高,在晴朗的夜空肉眼可見。但是它們的間隔非常挨近,用肉眼只能看到連在一起的它們,卻不能分辨出誰是誰,分分鐘甩地球上的獨身狗們一口狗糧!

咱們不幸的、身材衰弱的、毫不起眼的比鄰星,間隔這對好基友,要相對遠許多。

比鄰星繞半人馬座α星A和半人馬座α星B滾動的橢圓軌道,其半長軸約為9,100 (+700/-400) 個天文單位,哪怕是間隔這兩顆星最近的時分,比鄰星也離它們有大約4,300個天文單位。

● 比鄰星繞半人馬座α星A和半人馬座α星B滾動的軌道示意圖

「我窮,低微、不美、低矮,可我還要繞著你們,雖然沒人看得見我,雖然我離你們那麼遠。」

但是比鄰星啊,你不窮,你還有行星呢。

「三體人」不會進入亂紀元

在《三體》裡,對比鄰星的這顆行星來說,三星體系猶如幽冥的地府——「被撕裂、被損毀,又出生、又落難」,生生世世在這三顆恆星之間又起飛,又掉落。

在實際中,這種慘象應該不會存在。比鄰星的這顆行星——比鄰星b,處於永久的恆紀元。原因很簡單:比鄰星離它太近,而半人馬座α星A和半人馬座α星B離它太遠了。

比鄰星b間隔它的恆星比鄰星只要700多萬公裡,相當於0.05個天文單位,而比鄰星間隔半人馬座α星A和半人馬座α星B最近也有4300個天文單位。

這麼遠的間隔上,半人馬座α星A和半人馬座α星B對比鄰星b的影響,要比《三體》裡設想的要小得多,比鄰星b遠遠不會被引力拋出或撕裂,它能夠安臥在比鄰星的懷有中,一直處於恆紀元。

畫家描繪的從比鄰星b上看到的天空,畫中像太陽的那個就是比鄰星,而半人馬座α星A和半人馬座α星B只是畫面上的小亮點

但是很有或許並沒有三體人

可怕!要是比鄰星b一直處於恆紀元,那麼它上面的三體人不就開展得快多了嗎?他們的艦隊是不是快要來侵犯地球了?

那可不一定,首要,比鄰星b得有孕育生命的條件。

判別一顆行星能否孕育生命,它間隔恆星的遠近是很重要的。

如果間隔恆星太近,這顆行星就會被「烤乾」。金星就有或許經歷過這個進程。

人們估測,金星在很久以前是有許多液態水存在的,但它離太陽太近了,液態水蒸騰進入金星大氣層。水蒸氣在大氣中進一步增強了溫室效應,金星吸收了更多的熱,更多的水蒸氣進入大氣層,導致這個進程不可逆,金星的液態水悉數被蒸騰掉。

紫外線輻射下,大氣中的水蒸氣分解成氫氣和氧氣,前者分子質量很輕,簡單逃逸,離開金星大氣層散落在太空中。現在金星外表溫度480℃左右,沒有生命能夠存活。

蘇聯「金星13號」拍照的金星地表

要是離恆星太遠呢?

行星外表溫度因間隔恆星較遠而很低,大氣中的二氧化碳將首要凝結成乾冰,沉降到地面,大氣溫室效應消失,地表溫度將不斷降低,這個進程也不可逆,終究構成一顆寒冷的星球,也不會有生命存活。

對於比鄰星b,情況雜亂一些。它間隔比鄰星只要太陽到地球間隔的5%,但是比鄰星也比太陽能量少許多,這樣一算,比鄰星的外表溫度是有或許存在液態水的。

但是因為比鄰星b間隔比鄰星太近,很有或許它被潮汐確定,也就是說,它的一面永久對著比鄰星,外表升溫快;另一面永久背向比鄰星,外表升溫極慢。

月球被地球潮汐確定,永久只要一面面對地球

在這種情況下,它的所有水資源或許悉數被冰封在反面。

但也有其他或許,比如大氣和海洋環流滿足給力,熱量連綿不斷帶到反面,這顆行星也或許具有宜居環境。

但是比鄰星b間隔比鄰星很近還有一個不利條件,那就是它受到的恆星輻射會強許多。

太陽風就是一種恆星發生的輻射,主要由質子與電子組成,由太陽上層大氣射出,這些帶電粒子以300至800千米裡/秒的速度衝向地球,地球磁場讓高能粒子流發生偏轉,維護了地球。

少數高能粒子偏轉不大,進入高緯度地帶大氣層,使高層大氣分子或原子激起或電離,構成炫意圖極光。

火星就沒有磁場。它的大氣就在太陽風「吹拂」下被剝離了:太陽風在火星大氣中發生電場,電離火星大氣中的分子或原子,並加快它們的逃逸。

如今,火星外表的大氣淡薄,暴露在世界輻射之下,生命很難存活。

● 面對太陽風時,沒有磁場的火星(左)和有磁場的地球的不同體現

比鄰星b間隔恆星很近,如果自轉速度較慢,或者被潮汐確定,它的液態金屬內核則或許缺少對流,難以發生較大的磁場。比鄰星b很有或許面對火星的命運。

讀過《三體》的人,一定會驚訝於劉慈欣的腦洞之大,想像力之豐富,因為三體宇宙觀與其蘊含的哲學思考,你怎麼看都覺得不可能是個小電工能想出來的事兒,最起碼也得有愛因斯坦這種偉大物理學家才能想得出來。

這就是劉慈欣為什麼被中國科幻界封神的原因所在。因為太厲害了,讓人覺得不真實。

在這裡,我特別推薦還沒讀過《三體》的朋友,一定要看一看這本書。看完《三體》,你的整個思維層次,會得到質的提升,你會深刻領悟到,人需要有更大的格局,方能在現實社會應對自如。

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