天狼星存在地外文明?别闹了,那里根本没有宜居带

在网上流传一些关于天狼星人的传说,说“他们"曾经来过地球,甚至有一些传说里,天狼星人向人类古文明(比如向古埃及人)传授了先进科技和天文知识,事实果真如此吗?

我只想问:传授天文知识?望远镜呢?

我不知道有没有天狼星人向古埃及人传授过天文知识和先进科技,但我知道古埃及人在4000年前就从沙子里提炼出了玻璃,然而直到400年前,意大利人才发明了望远镜,如果拥有来自天狼星的天文知识和先进科技,怎么几千年来连个望远镜都造不出来?传授了天文知识却不教会造望远镜,这好像不怎么说得过去……

天狼星双星系统

其实天狼星的环境根本不适合生物生存,天文观测发现,夜空中最亮的恒星天狼星其实是一个双星系统,我们看见的天狼星在天文学里称为天狼星A,是一颗拥有约2倍太阳质量的蓝矮星,而它还有一颗约1倍太阳质量的伴星,这颗伴星是一颗质量与太阳相当的白矮星,天文学里称为天狼星B,天狼星B肉眼是看不见的,但它的质量一点也不小。

根据恒星模型,天狼星A的主序星生命周期约为17亿年,虽然远低于太阳的100亿年。但是太阳系诞生几亿年内地球上就产生了原始生命,而地球诞生复杂生命以后也就几亿年就演化到今天这样了,所以实在不能排除它能在十多亿年的生命周期里演化出高级文明。那么我为什么说它根本不适合生物生存呢?

难以存在的宜居带

天狼星A的光度达到太阳光度的25.4倍,表面温度高达9940K(太阳的表面温度为5770K),其电磁辐射的峰值已经主要集中在紫外波段了。

对于地球生物来说,紫外线是相当危险的,特别是对于微生物(原始生物都只能是微生物),有直接杀灭的作用。不过紫外辐射可以通过特殊的大气层应付,所以这方面问题不大,问题在于25.4倍于太阳的光度,如果考虑以地球接收到的太阳辐射作为参考,根据距离平方反比律,我们直接用光度倍数开根号可以得出其宜居带大约在距离天狼星A 5个天文单位的位置上(跟木星到太阳的距离差不多)。也就是说,宜居带还是有的?(此处的宜居带距离以地球为参考)

然而前面说了天狼星还有一颗伴星——天狼星B,它与天狼星A的平均距离只有20个天文单位,这相当于天王星到太阳的平均距离(天王星到太阳的平均距离为19.2个天文单位)。对于两个质量如此之大的天体,这个距离可以说是非常接近了。

虽然非常近,但根据前面计算,天狼星A的宜居带有5个天文单位,所以似乎看起来还行。

然而,天狼星A和天狼星B的轨道偏心率极高,达到0.59,我没有查到天狼星A与天狼星B的最近点距离,但根据已知数据我们其实就可以手算这个距离。按照平均轨道半径20个天文单位计算,根据偏心率与轨道半径的对应关系,列一个二元一次方程组就能计算得到其最近点(即近星点)和最远点(即远星点)的距离。

设天狼星A和天狼星B的远星点为x,近星点为y,代入平均距离20(天文单位)和轨道偏心率0.59,得到以下方程组:

(x+y)/2=20

(x-y)/2/20=0.59

解上面方程组,得到天狼星A和天狼星B的轨道近星点为8.2个天文单位,远星点为31.8个天文单位。如果天狼星A的宜居带上有一颗行星,轨道接近正圆,轨道平面接近天狼星A和天狼星B的轨道平面,则在公转过程中行星距离天狼星B的最近点为3.2个天文单位,比距离天狼星A还近。而利用万有引力公式,根据天狼星A和天狼星B的质量和离行星的最近点距离,可以计算得到在天狼星B到达离天狼星A和行星的最近点时,其对行星的引力将达到天狼星A对行星引力的1.2倍,行星直接不就被天狼星B带跑了?……事实上由于行星与天狼星B存在相对速度,这个相对速度会导致天狼星B无法对其俘获,所以它不会马上切换为绕天狼星B公转的轨道,但这将导致行星的轨道产生极大的扰动,导致轨道出现严重偏心,这使该双星系统内,行星根本不可能拥有稳定的轨道,自然也就无法产生生命了。

那么假如天狼星A宜居带内的行星轨道并非接近天狼星A与天狼星B的轨道平面,而是与之垂直呢?

然而并没有用,根据天狼星A的质量和5个天文单位的行星轨道半径,我们可以通过环绕速度公式(v=√(GM/r))计算出该行星的公转周期,约为7.9年。

而根据资料,天狼星A与天狼星B的绕转周期约为50年,当以天狼星A作为参照,由于行星轨道面与天狼星B绕天狼星A的轨道互相垂直,行星将在天狼星B的轨道面上将有两个近交点,这意味着它们最长不超过400年就会同时经过同一个近交点,这同样会产生引力扰动导致行星轨道倾斜,轨道倾角的变化也会导致轨道偏心率增加。偏心率增加有两种结果,一种是近星点脱离宜居带,另一种是远星点时被天狼星B俘获。无论如何,天狼星A的行星都不可能宜居。

既然天狼星A没有宜居带,那天狼星B有吗?很遗憾,同样没有。

天狼星B是一颗质量达到1个太阳质量的白矮星,温度高达25000K,但由于体积小,光度只有太阳的0.026倍,也就是它的宜居带大约距离只有0.16个天文单位。这样到时不会有被天狼星A带跑的风险,然而这颗白矮星大约在1.2年前还是一颗拥有约5倍太阳质量的主序星……

利用近似的光度计算公式得到其光度大约是400倍太阳光度,这意味着其宜居带达到20个天文单位,这显然已经超出达到目前与天狼星A的平均距离了……这非但它自己不可能由宜居带,直接把天狼星A的宜居带也灭了……

其实天狼星双星系统是一个非常年轻的双星系统,它们诞生至今大约只有2.3亿年,这时间显然是无法产生高等生命的,更别说先进文明了。天狼星A的主序星生命周期大约还有十多亿年,但很显然它已不是一颗适合生命诞生的主恒星了。

我们的家园

我们地球人很幸运,我们拥有一颗生命周期很长的主恒星,我们很幸运这颗主恒星很可能是一颗单恒星,我们拥有漫长稳定的演化周期,我们刚好处在这颗恒星的宜居带上,我们在这颗星球上创造了灿烂的文明。

我们希望地球文明可以延续,可以延续到能实现星际航行的时代,到那时,人会说:

宇宙那么大,我想去看看……