離地球最近的系外行星——比鄰星b,比我們以前想象中的更像地球

雖然比鄰星(Proxima Centauri)在銀河系中是一顆毫不起眼的紅矮星,但是我們人類卻對這顆恒星倍加關注,原因無他,就一個字——「近」。比鄰星與地球的距離僅有4.22光年,在宇宙空間的[大尺度]下,這種距離可以說是我們太陽系的「隔壁」了。

比鄰星並不是孤立的,它與「半人馬座α星A」和「半人馬座α星B」一起組成了一個「三體世界」——「半人馬座α星」三合星系統。需要注意的是,在這個「三體世界」中,「半人馬座α星A」和「半人馬座α星B」是一個穩定的雙星系統,而比鄰星則在大約1.3萬個天文單位外圍繞著這個雙星系統轉行,因此這三顆恒星的運行規律並不是我們想象中的那樣雜亂無章。

早在2016年4月,科學家就確認了在比鄰星附近存在一顆行星,這就是目前已知的離地球最近的系外行星——比鄰星b(Proxima b),根據當時的推測,這顆行星的質量為地球質量的1.27倍至3倍,因此在我們的想象中,比鄰星b應該是一個比地球大得多的「大個子行星」。令人振奮的是,最近的一項研究表明,這顆位于「三體世界」中的比鄰星b,比我們以前想象中的更像地球。

該研究成果來自于一個由日內瓦大學的天文學家法蘭西斯科.佩佩(Francesco Pepe)領導的研究團隊,根據介紹,在研究工作中,他們的團隊使用了精度比之前高3倍的「ESPRESSO」光譜儀,從而以前所未有的精度確定了比鄰星b的詳細資料,即這顆行星的半徑為地球的1.07±0.35倍,質量約為地球質量的1.17倍,距離主恒星大約0.05個天文單位,公轉週期大約為11.2個地球日。

研究人員認為,比鄰星b的質量和體積都與地球相差無幾,因此它有極有可能是一顆很像地球的岩石行星,于是一個迷人的問題就出現了:既然「三體世界」中的比鄰星b,比我們以前想象中的更像地球,那麼在這顆離地球最近的系外行星上,會不會也像地球一樣存在著生命呢?

首先要說的是,科學家推測比鄰星b應該是一顆位于宜居帶的行星,這是因為雖然比鄰星b與主恒星的距離只有0.05個天文單位,相當于地球與太陽的距離的20分之1,但是由于其主恒星是一顆紅矮星,其質量只有太陽質量的12.3%,光度僅為太陽的1.55‰,因此鄰星b表面的溫度其實並不高,理論上來講是允許液態水存在的。

不過比鄰星b想要孕育出生命,還得滿足一系列苛刻的條件,比如說比鄰星b的主恒星並不像太陽一樣穩定,它的表面會時不時地產生巨大的耀斑,而由于比鄰星b距離主恒星太近,因此這顆行星會經常遭到非常強烈的紫外線以及X射線的照射,所以說比鄰星b還需要有一個濃密的大氣層,並且大氣層中還必須有比地球還厚的臭氧層來抵擋來自主恒星的高能射線。

而想要長時間地保證自己擁有濃密的大氣層,鄰星b還必須有一個強大的磁場,否則的話,它的大氣層就會遭到來自主恒星的高速帶電粒子流的密集轟擊,遲早會被破壞殆盡。

需要指出的是,一般情況下,當一顆行星距離主恒星太近時會發生同步自轉,即行星的自轉週期與公轉週期完全同步,在這種情況下,行星就會分為「向陽面」和「背陽面」,並始終以「向陽面」對著主恒星,而「背陽面」則永遠都不會被恒星照射到。

如果鄰星b是屬于這種情況,那麼它的「向陽面」的溫度就會很高,而「背陽面」的溫度則與之相反,因此就只有在其「向陽面」和「背陽面」交界的部分區域,生命才有可能存在。

不過也有例外的情況,比如說我們太陽系中的水星,它就是以「3:2共振模式」圍繞著太陽公轉,其自轉週期和公轉週期並不同步,因此水星的並不存在「向陽面」和「背陽面」。研究人員認為,如果鄰星b也是以這種模式圍繞著主恒星公轉的話,那麼這顆行星孕育出生命的可能性就會大幅增高。

總而言之,我們不能排除鄰星b擁有生命的可能性,那麼我們什麼時候才能得到確定的答案呢?其實等不了多久了,在智利阿塔卡瑪沙漠的阿瑪遜斯山,一個主鏡直徑高達39.3米的光學望遠鏡——歐洲極大望遠鏡(E-ELT)正在建造之中,該望遠鏡預計2024年投入使用,屆時科學家就可以利用它直接獲取到鄰星b的大氣成分、反射光譜以及地表環境等詳細資訊,從而確定在這顆離地球最近的系外行星上到底有沒有生命。

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