比邻星b(Proxima Centauri b,Proxima b)是一颗在距离地球最近的恒星半人马座比邻星周围,位于“宜居带”类地行星。

1发现

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2016 年 8 月,欧洲南方天文台宣布发现有类地行星绕比邻星运行,距地球 4.2 光年。它被命名为比邻星b,质量约为地球的1.3倍,位于宜居带(habitable zone),表面温度理论上允许液态水存在。该发现通过严格的同行评议审查,被称为过去30年天文探索的巅峰之作。

2016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。

英国伦敦玛丽王后大学团队分析了欧洲南方天文台两架望远镜在2000年至2014年间收集到的多普勒测量数据,以及2016年1月至3月之间收集到的一系列观测信息。这些数据显示受到潜在轨道行星的引力作用下主星的微小扰动,最终印证确有一颗质量与地球相当的温暖行星正围绕比邻星运行,周期为11.2天,距比邻星约700万公里,相当于日地距离的5%。这样的轨道周期,意味着比邻星b处于其恒星的宜居带内,表面温度可使水保持液态。

2距离最近的“第二个地球”

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半人马座阿尔法星由三颗恒星组成,编号分别为A星、B星和C星,其中半人马座阿尔法星C又名比邻星,正是距离太阳系最近的恒星。

比邻星本身是一颗红矮星,算是我们“隔壁邻居”,因此成为人类研究最深入的低质量恒星之一。

评估其是否可支持生命,要从维持大气层和保持液态水两方面来看,因此还需进一步确认该星大气层特征。而比邻星b受的X射线通量要远高于地球,它是否能像地球一样拥有保护性磁场,现阶段未可知。但无疑,这颗星会成为未来几十年内人类在宇宙搜寻生命证据的首要目标。

3可居住性

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比邻星b距离比邻星700万公里,是日地距离的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。

据科学家推测,比邻星b上有可能存在液态水,不过其环境中辐射强度可能会很高据科学家推测,比邻星b上有可能存在液态水,不过其环境中辐射强度可能会很高

有专家表示,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。

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。

中国科学院国家天文台行星科学家郑永春介绍,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。

4探索计划

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2016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,同时期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。

“摄星”任务顾问委员会主席、哈佛大学物理学家勒布表示,比邻星b的发现,为任务提供了一个再明显不过的目标。届时装备了摄像头和颜色滤镜的飞行器将拍摄并分析这颗行星是否带有绿色和蓝色——分别意味着存在生命迹象和海洋,但也可能遍布棕色——暗示其除了岩石外一无所有。

勒布认为,即使比邻星b不支持生命存活,这个位于不远处的世界依然是人类天文探索事业中最重要的星球之一。

摄星团队希望能在20年至30年内发射飞行器,飞越20年后抵达比邻星b,预计拍摄到照片时应为2060年。由于距离实在遥远,照片传回地球需要4年多时间。

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。”

“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。”

他认为,从2015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。”

5相关研究

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可能存在生命

据俄罗斯“Svopi”新闻网2016年10月26日消息,科学家在半人马座比邻星b上发现类海洋区和大气层,并得出结论称,该比邻星上可能存在生命。

此前,科学界就有关于该星球上可能存在生命物质的猜想,但其在当时仅被视为一种奇怪的假说,因为该星球与半人马座比邻星的距离比日地距离小19倍,这意味着它通常只有一面朝向半人马星。此外,该星球上的一年仅相当于地球上的11天。

科学家目前对该星球上可能存在生命的结论更加确信。他们认为,半人马座比邻星b的运行轨道未超出其母星的宜居范围,且其重量也与地球相当,且该星球上的海洋深度是地球最低点——马里亚纳海沟的18倍。

尽管观察证明该半人马座比邻星b与地球高度相似,但其海洋可能同土星和木星一样,是冰冻或位于表层下的。因此,科学家将向该星球派遣机器人以进行进一步研究。

来自瑞士的行星学家称,离我们最近的比邻星b在属性和尺寸上与地球类似,且拥有很大储量的水,这一发现增加了这一星球存在生命的几率。《天文与天体物理学报》的一篇文章对此进行了论述。

伯尔尼大学(瑞士)的科学家扬恩阿里别尔特(Yann Alibert)表示:“我们的计算结果显示,在距离红矮星不远处存在着一些转动的星球,他们的尺寸通常不大,半径为地球的0.5到1.5倍,且很可能与地球的尺寸大致相同。未来的观察结果将会证实我们的推断是否正确。”

阿里别尔特(Yann Alibert)与其同事威廉姆本兹(William Benz)得出结论:“我们对两颗不久前发现的小型行星的属性——TRAPPIST-1与比邻星b进行了研究,最有趣的是,模型证明几乎所有的此类行星都拥有大量的水,其中约90%的水处于‘硬’山岩中,而10%的水则在海洋中。”

据行星学家表示,与其他星球和行星相比,红矮星中尺寸不大的行星是最可能成为“第二个地球”的候选行星,并可能有生命存在。文章作者最后总结表示,应继续并扩大对这些星球的观察研究。

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比邻星b 图册

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  • 更新时间:2016-10-28
  • 创建者:wangshujun
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