向我们靠近的其实是一颗红矮星(恒星),处于它的宜居带内的行星才是我们关注的对象,毕竟如果一颗行星自己在黑暗冰冷的宇宙间旅行,没有恒星供给能量,它也就谈不上宜居。因此应该说一颗红矮星带着有可能适合人类生存的“超级地球”向我们快速靠近,不过,它不是人类的最佳选择!
图:宜居带内的行星与远处的红矮星
宜居带
人类对于太阳系之外的星系认识是建立在以太阳系为标准模型之上的,太阳系就像一个标准公式,当我们观察其他恒星时,只需要得到其他恒星的参数(如质量、亮度等),带入太阳系的“公式”中去,我们就可以了解这个星系的相关信息,其中有很重要的一点,就是该星系宜居带的区域是否有行星,如果有那么它就有可能适合人类生存,甚至存在外星生物。
图:从太阳系到八大行星
实际上,星系的宜居带是非常小的,在太阳系中只有金星和地球处于宜居带中,如果把太阳系比作是一个足球场,那么宜居带的宽度就像是拿着铅笔在足球场上画上一道的宽度。如果在这个范围内,让你放上八大行星,你也很难把它们任何一颗精准的放入宜居带内,可见宜居的条件是多么可苛刻。
图:不同星系宜居带不同
宜居带的划分其实主要是判断是否有液态水的存在,离恒星太近温度太高,行星上的水会被“烤干”,离太远又容易结成冰,刚刚好可以维持液态水存在的区域我们就称之为宜居带。
图:快速移动的星系
不过,宇宙之间恒星何其多,光是银河系就有几千亿颗,太阳只是其中的一颗,在这样的基数下再苛刻的条件也就不苛刻了,然而目前人类的脚步连太阳系都跨不出去,所以考察类地行星时,“地段”对于我们来说非常重要。当我们在宇宙中发现一颗向我们快速靠近,距离只有6光年,并且宜居带内还有行星时,就是“大热门”了,各种太空望远镜纷纷瞄准。或许在遥远的未来当它离我们足够近的时候,人类的科技也允许我们跳上这趟班车。
巴纳德星
向我们靠近的这颗红矮星名为“巴纳德星”,因为是天文学家巴纳德最先发现的。之所以叫它红矮星是因为它发的光偏红(亮度约太阳3%),即使离我们如此之近,也难以被发现,质量不到太阳的七分之一,半径也只有五分之一。
图:巴纳德b
在旁边宜居带内的行星我们称为巴纳德b星,因为其质量约为地球的3倍,因此我们称之为“超级地球”。由于亮度太小所以对应的辐射强度也小,因此它的宜居带极为靠近恒星。这种情况会出现几个问题:
行星轨道距离太近,导致潮汐锁定,背面长期无法见到光,极为寒冷,正面则没有夜晚。
即使在宜居带内也要考虑大气成分,由于巴纳德的质量太小,释放的太阳辐射强度小,即使b星离得近也低达零下170度,如果有水的存在,行星必然完全被冰层覆盖,除非存在一定的温室气体,否则人类无法居住,而太多也不行,例如太阳系的金星虽然在宜居带内,但由于温室气体过多,表面如同炼狱。
图:红矮星表面活动剧烈
恒星半径太小,内核核聚变反应释放的能量容易直接向外冲击,导致恒星表面频繁剧烈活动,向外释放恒星风暴,而b星又离得太近,忽冷忽热极不稳定。而风暴中的带电粒子流就可以电解水形成气体融入大气,风暴还会把大气吹离星球形成正反馈。
图:磁场保护地球
磁场也是关键,巴纳德星早于太阳,因为其质量小,燃烧的速度慢,所以它的寿命很长,而行星经过漫长的岁月及潮汐锁定不存在自转,或许内核已经冷却,没有磁场太阳风会直接吹到地面。
当然有研究人员认为,由于巴纳德星远远早于太阳,内核经过长期的消耗,或许反应程度已经降低,表面已经较为稳定,不会波及行星,但寒冷、大气的问题还是存在的。
人类能否过去,是否应该过去?
退一万步讲,即使它就是地球的复制品,随着它逐渐靠近,在大约8000后离我们最近达到3.75光年,但我们也只能遗憾地错过它。人类跨出地球的第一步是月球,也是到目前为止的最后一步。而且这一步还存在很大的争议,很多人认为登月存在很多疑点。除此之外,如果我们的条件只是需要找到一颗冰冻的星球,为什么不去太阳系中的土卫二呢?相比较来说它才是我们更好的选择,所以加德纳b,过去就让它过去吧。
图:土卫二