人类在4光年外找到了新“家”? 却没有四季

北京时间8月25日凌晨,位于智利的欧洲南方天文台网站发布新闻,称在距离地球最近的恒星半人马座比邻星周围,发现一颗位于“宜居带”类地行星 比邻星b。中国科学院国家天文台行星科学家郑永春向科技日报记者介绍,比邻星b的气候与地球风格迥异,它没有季节,空间环境也可能更为恶劣。

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在光谱仪前露出马脚

比邻星b距离比邻星仅700万公里,只有日地距离的5%。即使是太阳系最“内圈”的水星,与太阳的距离也能达到这个数字的8倍多。

郑永春表示,由于比邻星是颗红矮星,质量仅为太阳的0.123倍,光度仅为太阳的1.55‰,表面温度约2500摄氏度,不到太阳的一半。这使得比邻星b仍然处于宜居带内。

今年以来,欧南台位于智利拉西拉天文台的3.6米口径HARPS光谱仪对比邻星进行了细致观测。根据名为“黯淡红点”的项目取得的最新数据,比邻星有时会以每小时5公里的速度靠近地球,有时又以相同速度远离地球。天文学家由此推算出径向速度的重复周期为11.2天,进一步分析出,造成这种结果的原因可能是存在着一颗质量约为地球1.27倍的行星。比邻星b就这样露出了马脚。

研究团队在比邻星b的宜居性及气候研究中发现,该星在一定条件下可能存在液态水。在阳光最充足的地区,液态水甚至能存在于地表,比如同步自转(像月亮那样)情况下朝着恒星的半球,或者是3∶2共振模式(像水星那样)中所谓的热带地区。

郑永春介绍,比邻星b的自转比较特别,再加上受到恒星的辐射,以及行星形成的历史,令其气候与地球风格迥异。“简单说,它上面没有季节。”

同时他介绍,比邻星b的寿命可能已有49亿年。其表面可能充满岩石,地表温度约为零下40摄氏度,可能有大气层和液态水。但它离比邻星太近,会遭受强烈的紫外线和X射线照射,空间环境可能比地球更恶劣。

从地球飞往比邻星需要多久?什么,20年?

一些科学家在宇宙中寻找新“家”,还有一些科学家在研究星际飞行的工具。

今年4月13日,天体物理学家史蒂芬·霍金宣布将启动“突破摄星”计划,建造由激光推进的微型星际飞行器。巧的是,其飞行目的地正是比邻星所在的半人马座。

郑永春介绍,目前人类飞行速度最快的“新视野号”航天器峰值速度是每秒20公里,如果以该速度飞到比邻星,至少需要一万四千年。而“突破摄星”计划提出的纳米飞行器,可以在几分钟内加速到光速的五分之一,即每秒六万公里,飞到4光年外的半人马座,仅需20多年时间。

不过这一计划面临巨大挑战。

郑永春说,纳米飞行器主要由两部分构成:计算机芯片大小的“星芯片”和几百个原子厚的“太阳帆”。其中星芯片上携带着摄影、导航和通讯等设备。按照计划,人类要先在地球上大规模建造地基激光发射器,然后将数千个纳米飞行器送入太空,张开光帆,再从地面发射能量强大的激光打在光帆上,为飞行器提供动力。

虽然理论上可行,但该计划目前只是一项基础研究项目,在工程上面临许多难点。比如,激光推进需要激光源不断跟踪、照射飞行器,在遥远太空,怎样保证激光能一直瞄准?光的能量与距离平方成反比,随着飞行器越飞越远,激光所提供的动能衰减怎么办?即便纳米飞行器真的飞到比邻星,怎样把信息传回来?

不过郑永春认为,科学需要严细慎实的精神,也需要有一往无前的勇气。“我们有理由期待。”他说,“毕竟,对未知世界的探索总是处于人类创新的前沿。”

另一个地球不是地球

“过去几十年的天文学观测进展告诉我们,银河系的每一个恒星,都有几率被行星环绕。”郑永春说,“据估算,每一个冷星都有20%的概率存在一颗类地行星,可能适宜生命存在,这个概率比命中自科天文基金还高。”

他认为,从去年发现的开普勒-452b到比邻星b,相信宇宙中还有许多地球的“兄弟”,等待着被人类发现。

但他同时也表示,富氧的大气层、完美的偶极磁场、大片的陆地和海洋,这被人们视为理所当然的一切,从整个宇宙的角度来看却是独一无二的稀世珍宝。“就算我们找到了‘第二个地球’,它也不是地球。”他说,“人类命运系于地球,除了它,我们别无所依。”

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