人类一直为了寻找系外生命而不断地努力,而这些努力也颇有成效。在过去,被发现的已知的系外行星数量暴增,迄今已证实有4093颗系外行星被证实,另有4727颗候选行星等待确认。

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随着人类在几十光年、几百光年甚至几千光年之外发现了如此多的行星,我们是否有理由认为在这些大量的系外行星中有没有一颗适合生命居住的星球,或者我们反问,在如此多的行星中,难道就没有一颗星球可以适合生命生存吗?答案其实是无法确定的,我们发现了很多个疑似地球特征的星球存在,包括大气层啊,水蒸气啊,但是我们依然无法确定其表面是否存在生命。宇宙实在太过浩瀚,人类的力量又如此渺小,在宇宙,如果你的飞行速度不以光速或者接近光速为单位,那么我们可能真的一辈子要困在太阳系这个“孤岛”。因此,无数科学家寄希望于我们最近的恒星系统以及最近的系外行星,比如离太阳系最近的星座---半人马座。那么可能存在生命的行星是否就在隔壁吗?

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说实话,半人马座确实是离我们最近的星座,半人马座中,有一颗恒星被称为比邻星,它是离太阳系最近的一颗恒星,距离大约为4.22光年。它是由天文学家罗伯特·因尼斯(Robert Innes)于1915年在南非发现的。这颗恒星的特殊在于,它的行星系统中有一颗行星,叫做比邻星b,这个行星恰好位于行星的宜居带中,这个消息让科学界为之一振!

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所谓宜居带,顾名思义就是适宜居住的轨道范围。所以“宜居带”也叫“适合居住带”,其实就是指一颗恒星周围的一定距离范围,在这一范围内水可以以液态形式存在,由于液态水被科学家们认为是生命生存所不可缺少的元素,因此如果一颗行星恰好落在这一范围内,那么它就被认为有更大的机会拥有生命或至少拥有生命可以生存的环境。

据了解,该类地行星位于比邻星恰好位于宜居带中部。而比邻星是距太阳系最近的恒星,距离比邻星只有700万公里,绕行一周只需要11.2天。但由于比邻星本身是颗红矮星,质量为太阳的0.123倍,光度仅为太阳的1.55‰,表面温度2800K,这使得行星比邻星b仍然处于比邻星的“宜居带”。

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但是我们别高兴得太早,这个距离看起来很近,但是这是光年啊!换算为我们理解的距离大约为40多万亿公里,现在人类飞行最远的探测器“旅行者一号”秒速大约17公里,飞了40多年,才飞出200多亿公里,据了解要飞出太阳系的引力范围还需要17000多年。如果按照这个速度,大概将近要7.5万年才能到达。人类能够在冰冷的宇宙中待上7.5万年吗?恐怕很难。虽然我们目前无法到达,但是我们有望远镜,这是我们唯一可以接触它们了解它们的存在。

科学家发现一颗恒星比“比邻星”更适合居住

尽管最近在半人马座比邻星(Proxima b)附近发现了一颗可能适合人类居住的行星,但半人马座阿尔法星对于人类来说仍然是个谜。近日,来自美国东南部第一大城市亚特兰大的佐治亚理工学院(GIT)在一项研究中有了新发现,在半人马座的双星系统中,其中一颗恒星比另一颗恒星更有可能适合居住。

我们知道,在宇宙中,我们发现的类似太阳系的单恒星行星系统是很少见的,一般来说都有两个或者两个以上的恒星,就像半人马座这样。这个星系是由半人马座阿尔法星A和半人马座阿尔法星B组成的,半人马座阿尔法星是一颗g型的黄色恒星,比我们的太阳稍大,而半人马座阿尔法星B是一颗k型的橙色恒星,它的大小更接近我们的太阳。

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所谓G型、K型恒星是按照恒星光谱分类。恒星光谱主要取决于恒星的物理性质和化学组成。因此,恒星光谱类型的差异反映了恒星性质的差异。采用不同的分类标准,将得到不同的分类系统。最常用的恒星光谱分类系统是美国哈佛大学天文台于19世纪末提出的,称为哈佛系统。按照这个系统,恒星光谱分为O、B、A、F、G、K、M、R、S、N等类型。
利用理论地球和火星进行模拟

2012年,天文学家们认为他们发现了一颗围绕半人马座阿尔法星B运行的候选系外行星。不幸的是,随后的分析表明它并不支持生命,因为它离它的恒星太近了。为了确定半人马座阿尔法星是否有适合居住的行星围绕它们运行,科研团队进行了一场史无前例的模拟,他们将一个模拟的地球和模拟的火星放在一起模拟成一个双星系统。并且在其中设定了更多更加真实的数据模拟,包括两者之间的引力作用以及潮汐作用。

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在模拟中,虽然这两颗行星的轨道平面倾角相似,分别为23.4°和25.19°,但火星的倾角会随着时间的推移会发生更多的变化。尽管地球倾角随时间变化的稳定性确保了气候的稳定,但火星更为明显的变化是其从一个更温暖、更湿润的世界向今天这样一个寒冷、不适宜居住的地方转变的主要因素。

基本上,地球倾角的变化是导致地球经历冰河时代和温暖时代的原因。。然而,地球倾斜的进动是平缓而缓慢的,在41000年的时间里,倾斜幅度在22.1°到24.5°之间。这些类型的长期转变为生命形式提供了足够的时间来适应和进化。另一方面,火星轴每200万年进动10°到60°。当倾斜到10°时,大气在两极凝结,导致水蒸气和二氧化碳凝固,使冰膨胀。如果倾斜60度,火星更有可能在赤道附近形成一个冰带,否则那里会暖和得多,夏季正午时地表温度高达35°C。

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月球的存在也是一个因素,因为它的引力有助于稳定我们的轴心。如果没有月球,地球与水星、金星、火星和木星之间的引力相互作用会导致我们的倾斜发生更剧烈的变化。“如果我们没有月球,地球的倾角可能会改变60度左右,最终我们的星球就会向火星发展。

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但是这项模拟是基于两个双星系统进行演练,虽然这项研究模拟了围绕这两颗恒星运行的外地球的变化,但它主要关注的是一颗类似地球的行星,它在B周围的宜居带中运行,而A是其中的一颗。虽然半人马座阿尔法星A在这次模拟中表现相对较好,但结果对半人马座阿尔法星B来说并不令人高兴—,这表明类似地球的系外行星不太可能支持生命。

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简而言之,半人马座A和B的相互轨道距离与天王星和我们的太阳差不多,在双星系统中它们属于非常接近的一种。A与B的高椭圆轨道使它们在靠近时会产生巨大的引力,从而会引起周围行星的轴向变化。而在双新系统中,即使是有像我们的月球这样的大型卫星的存在也没有改善模拟地球的情况。事实上,它使情况变得更糟,因为它反而导致了轴向的不稳定。

研究揭示了行星运行的复杂性

通过在双星系统中的地球和火星比较,我们不难看出,双星系统更加糟糕,比如地球上每10万年一次的冰期,它们可能每100万年发生一次,但是情况会更恶劣,持续的时间会更长。据此,研究小组确定,87%的系外行星可能具有与地球相似的轴向倾斜度,且倾斜度稳定在23.4°。此外,他们还发现,在一般意义上的二元体系中,行星的倾斜度缓慢变化的可能性大大增加。一般来说,在双星系统中,恒星之间的距离较大,而第二颗恒星对地球模型的影响较小。行星自身的运动动力学支配着其他的影响,并且倾角通常有一个较小的变化。也就是说这样的行星支持生命的可能性比较大。

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不过,这对半人马座阿尔法星来说是个坏消息,特别是对任何可能在b轨道上运行的行星来说。这对那些希望在不久的将来向那里发射任务以寻找生命迹象的人来说也是个坏消息。然而,这项研究还是有一线希望的,因为该模型显示,拥有正确轨道力学的行星可以支持生命的!

虽然这一项研究进一步否认了半人马座星的宜居性,但是在这里瞎猜是没用的,个人认为当我们的技术有一天能够实现光速距离甚至超越光速比如空间跳跃的时候,我们真的应该去看一看比邻星,这一颗离我们最近的恒星,到底是不是我们现在所看到的那样存在生命,你说呢?

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