本章通过三人的对话详细介绍了比邻星及其行星系统的天文知识:
作者:陈智林 (傅博文好友,天体物理学博士)
当“星槎”号轻柔地脱离超高速巡航状态,从那种将星辰都拉成长线的奇异感官中平静下来时,我所见到的景象,让我这个与宇宙数据打了一辈子交道的人,也忍不住屏住了呼吸。
窗外,不再是无垠的黑暗点缀着遥远的钻石尘。取而代之的,是一颗庞大无比的、燃烧着的“炭火”。它占据了视野的相当一部分,暗红色,深沉得近乎凝重,表面似乎涌动着不那么剧烈的暗流与黑子,像一只疲惫而古老的巨眼,在永恒的寂静中凝视着我们这三个不速之客。这就是比邻星(Proxima Centauri),南门二(半人马座α)三合星系统中的第三颗星,也是离我们太阳系最近的恒星,仅有4.24光年之遥。
“我们……到了?”傅莹的声音带着一丝不易察觉的颤抖,是激动,也是面对如此近在咫尺的异星恒星的敬畏。她趴在观景窗前,脸颊被那暗红的光映照得泛着铜色。
“到了,丫头。”傅博文老爷子的声音一如既往的沉稳,但我也听出了其中压抑着的澎湃心潮。他坐在指挥椅上,双手轻抚着扶手,目光深邃地望向那颗红矮星。“这就是我们的新邻居,比邻星。智林,感觉如何?比你在电脑模拟里看到的,要真实得多吧?”
我深吸一口气,试图平复胸腔里那颗狂跳的心脏。“何止是真实……博文。数据显示它是一颗M5.5Ve型红矮星,质量只有太阳的0.12倍,半径大约是太阳的0.14倍,表面温度估计在3000摄氏度左右,比太阳黯淡得多。但亲眼看到它……这种暗红色的、几乎带有体温感的光芒,这种巨大的、却又毫不张扬的存在感……数据完全无法传达这种压迫性的宁静。”
“像一块在宇宙炉火中煅烧了亿万年的烙铁。”傅莹轻声比喻道。
“很贴切。”我赞许地点点头,努力将专业知识和眼前景象结合,向他们,也向我自己解释道,“它的‘宁静’只是表象。作为一颗典型的耀星(Flare star),比邻星其实脾气相当暴躁。它的内部对流非常剧烈,磁活动频繁,经常会突然爆发,亮度在短时间内急剧增强数倍甚至数十倍。那种爆发会释放出强烈的X射线和紫外线,以及可怕的高能粒子流。如果我们在它爆发时靠得太近,‘星槎’的护盾虽然能抵挡,但若是在它周围的行星上……那对任何可能存在的生命形式都是严峻的考验。”
老爷子若有所思:“我记得你以前论文里提过,这种频繁的耀斑活动,会很可能剥离它周围行星的大气层,对吧?”
“是的,博文。这正是寻找宜居世界的关键挑战之一。”我走到控制台前,调出了比邻星系统的实时探测数据。全息星图在我们中间展开,比邻星位于中心,而在一个非常近的距离上,一个微弱的光点正在轨道上运行。“看,这就是我们的目标,比邻星b(Proxima Centauri b)。一颗位于比邻星宜居带内的岩石行星。”
傅莹凑近全息影像,好奇地问:“陈叔叔,宜居带是什么意思?离恒星不远不近吗?”
“简单可以这么理解。”我笑着开始科普,“宜居带(Habitable Zone),有时也戏称为‘金发绿海区’(Goldilocks Zone),指的是恒星周围一个理论上的区域,在这个区域内,行星表面可能存在液态水。太近了,水会蒸发殆尽,像金星;太远了,水会永久冻结,像火星早期。对于比邻星这样一颗又小又冷的红矮星来说,它的宜居带非常非常靠近自己。比邻星b的轨道半径只有大约0.05天文单位。”
“0.05天文单位?”傅莹眨着眼睛,“天文单位是地球到太阳的距离吧?那0.05……天啊,那岂不是只有太阳到水星距离的七分之一左右?它离比邻星这么近?!”
“没错。”我对她的快速心算能力表示赞赏,“精确地说,比邻星b到其恒星的距离,大约只有700万公里。而水星到太阳的平均距离是5800万公里。你可以想象,它几乎是贴着这颗‘炭火’在飞行。”
“这么近!”傅莹惊呼,“那它不会被烤焦吗?您刚才说它可能还有液态水?”
傅老爷子插话道:“这就是红矮星的特点了,丫头。因为它本身温度低,光度弱,所以即使行星离得很近,接收到的能量也可能刚好足够让水保持液态。智林,比邻星b的公转周期是多长?”
“非常短。”我指着数据说,“因为它轨道小,跑一圈的时间只有11.2个地球日。也就是说,在比邻星b上,‘一年’只有不到12天。”
“11天就是一年……”傅莹喃喃自语,试图理解这种时间尺度,“那上面的季节呢?有昼夜吗?”
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