太阳系是一个大家族,有大大小小的星球几百个,还有数不清的小行星、彗星等。在这个大家族里,太阳是当然的老大,质量占据了整个太阳系的99.84%,其余的就是八大行星,质量占据了剩下0.14%的几乎全部,而地球这颗在人类看来巨大的星球,只占有太阳系质量的0.0003%,其他所有小行星及其碎片加起来也只有几个地球这么多。
因为所有恒星系统里的行星,都是恒星形成过程中剩余的渣子凝聚而成的,因此绝大部分恒星系统都应该有行星存在,但恒星都占据着绝对的“霸权”。那么太阳系周边有哪些邻居,它们都是些啥样子呢?
现在我们来了解一下太阳周边由近及远的10个恒星系统,它们依次为半人马座α星、巴纳德星、沃尔夫359星、拉兰德21185星、天狼星、鲸鱼座uv星、罗斯154星、罗斯248星、波江座ε星、Lacaille 9352星。
1、半人马座α星,距离4.3光年
半人马座α星又叫南门二,是一个三星系统,就是由三颗恒星组成。这个邻居最大的特点就是距离我们最近,其中的最小一颗距离我们最近,只有4.2光年,因此被称为比邻星。这是颗很小的红矮星,质量只有太阳的12%,人类肉眼看不见;而它的两个哥哥老大老二质量与太阳差不多,因此看得见,而且很亮,排在全天亮星(恒星)的第六位和第二十位。
老大老二都没有行星相伴,只有老三比邻星现在发现有两颗行星。其中一颗在宜居带,是岩石星球,质量约为地球的1.3倍,有科学家认为,上面有可能存在生命。关于比邻星的详细情况前两天专门发了一篇文章,有兴趣的可以去阅看,这里就不展开说了。
2、巴纳德星,距离6光年
这是距离我们第二近的恒星邻居,也是一颗红矮星,位于蛇夫座β星附近。质量约太阳的15%,表面温度约3000K,绝对星等为13.22等,亮度只有太阳的1/2500,目视星等为9.54等,肉眼无法看见。
有关巴纳德星的行星问题,一直有争议。上世纪六十年代天文学家就发现巴纳德星可能有一颗行星相伴,质量约为木星的1.6倍;新的分析认为巴纳德星有两颗行星,其中一颗质量为木星的0.8倍,轨道周期为11.7年(地球年,后同),轨道半长轴约2.7AU(天文单位,每天文单位约1.5亿公里);另一颗质量约木星的0.4倍,轨道周期为20年,轨道半长轴为3.8AU。
由于这两颗行星都处于巴纳德星的宜居带以外,因此都非常寒冷,表面温度都在-100℃以下,也没有液态水,因此不太可能存在生命。
3、沃尔夫359星,距离7.7光年
这颗距离我们第三近的恒星邻居,又是一颗红矮星,位于狮子座内。质量只有太阳的9%,表面温度约2800K,绝对星等约16.64等,亮度只有太阳的1/53000,视星等为13.54等,肉眼看不到。
天文学家们发现沃尔夫359星有两颗行星相伴,其中的沃尔夫359b质量约地球的3.8倍,半长轴约0.018AU,距离主星太近,因此公转速度很快,轨道周期只有2.7天(地球日,后同);而沃尔夫359c质量约地球的44倍,半长轴约1.8AU,公转轨道周期约3天。
这两颗行星一颗靠得太近,应该已经被潮汐锁定,向着恒星和背着恒星的两面,应该是一个冰火两重天的世界;而另一颗离得太远,是一个寒冷的星球。因此,两颗行星都不适合生命孕育和生存。
4、拉兰德21185星,距离8.26光年
这是距离我们第四近的恒星邻居,还是一颗红矮星位于大熊座。质量约为太阳的0.46,因此是一颗比较大的红矮星,表面温度3828K,绝对星等为10.46 等,亮度约太阳的1/179,是北天球最亮的红矮星,但视星等只有7.52等,肉眼还是看不见。
在这个恒星系统,现在发现可能存在1颗行星,质量约地球的2.99倍,轨道半长轴约0.079AU,公转周期约13天。在这样一颗表面温度约4000K的恒星系统,这种距离实在太近了,因此这是一颗炽热的行星,而恒星的耀斑和潮汐活动,也对行星充满了威胁和伤害,生命存在可能性不大。
5、天狼星,距离8.6光年
这是距离我们第五近的恒星系统,是一个双星系统,是太阳周围10个邻居中质量最大的恒星系统,其主星天狼星A是一颗蓝矮星,质量约为太阳的2.1倍;伴星天狼星B是一颗白矮星,质量约为太阳的1.1倍。天亮星是夜空中全天恒星第一亮星,视星等达到-1.46等,自古以来,有许多天狼星的传说。
天狼星两颗恒星(其中一颗是尸骸)都没有发现行星相伴,而那颗白矮星是一个定时炸弹,在15亿年后很可能发生爆炸。关于天狼星的详细状况,前几天专门发过一篇文章,有兴趣的朋友可以前往阅看,这里就不展开说了。
6、鲸鱼座uv星,距离8.73光年
这是距离我们第六近的恒星系统,又叫鲁坦726-8星,是一个双星系统,由鲁坦726-8A和鲁坦726-8B两颗红矮星组成,后者就是琼鱼座uv星,是琼鱼座距离地球最近的恒星。两颗恒星都属于耀星,但琼鱼座uv星更著名,是迄今发现全天光度变化最剧烈的耀星。
所谓耀星就是无规律发生光变的恒星,这类恒星会突然增亮许多倍。其实比邻星和巴纳德星、沃尔夫359星都有这种性质,但这颗琼鱼座uv星更为显著,亮度变化会在几分钟内急剧增光几个星等,也就是几十倍。
耀星一般只在红矮星上发生,且主要发生在红矮星不稳定婴儿期,是红矮星表面色球层上大规模耀斑爆发造成的,又称耀变或耀亮,类似太阳耀斑爆发,但比太阳耀斑爆发猛烈很多。
琼鱼座uv星质量只有太阳的10%,表面温度约2670K,绝对星等约15.37,视星等约12.99,人类肉眼根本看不见。其伴星鲁坦726-8A星又被称为琼鱼座BL,也是一颗红矮星,视星等差不多,同时也是一颗耀星,但比琼鱼座uv星的耀变要小一些。
两颗星相互围绕着一个虚空的质点环绕,轨道周期为26.5年。迄今为止,没有发现这个恒星系统有行星相伴的报道。
7、罗斯154星,距离9.7光年
这是距离我们第7近的恒星系统,也叫人马座V1216星,是人马座中距离地球最近的恒星。这还是一颗红矮星,同时也是一颗耀星,闪耀周期较频繁,两次大的闪耀平均间隔时间约2天,闪耀时亮度可提升3~4个星等。
这颗星质量约太阳的17%,表面温度约3105K,亮度只有太阳的0.38%,绝对星等13.07等,视星等为10.95等,肉眼不可见。迄今为止,没有发现有行星相伴。
8、罗斯248星,距离10.32光年
这是距离我们第8近的恒星系统,位于仙女座,也是一颗红矮星和耀星,但属于长周期变星,变化周期可达4.2年,光度变化不大,视星等在12.23~12.34之间,因此肉眼看不见。
这颗恒星质量约太阳的12%,表面温度约2799K,绝对星等为14.79,亮度只有太阳的0.18%。上世纪NASA发射的旅行者2号正在以16.6km/s的速度向这颗恒星飞去,在40176年后,会在距其1.76光年的位置掠过。
美国斯普劳尔天文台长期观测认为,那里可能有不可见伴星对其轨道造成扰动,并且表明这些伴星可能距离主星有100~400AU。但迄今为止,这些可能性既没有得到证实,也没有被否定。
但这些伴星即便真的存在,距离也太远了,远远大于冥王星到太阳约40AU距离,而罗斯248星只是一颗很暗弱的红矮星,这么远距离的行星温度基本接近了绝对零度,是不可能孕育和存在生命的。
9、波江座ε星,距离10.5光年
这是距离我们第9近的恒星系统,又叫天苑四,是一颗约太阳质量0.85倍,波江座内最靠近我们的恒星,年龄约10亿岁。
别看这颗星比太阳质量小,可能由于比太阳年轻的缘故,其恒星风的强度是太阳的30倍,说明其能量活动比较剧烈。这颗星的表面温度为5073K,亮度约太阳的28%,绝对星等为6.19等,视星等为3.73等,因此肉眼可见,是人类裸眼能看到全天第三靠近我们的恒星(第一和第二为南门二星A和B星)。
观测结果认为在天苑四存在至少1颗行星,即天苑四b,行星编号为HD 22049b。这颗行星质量约木星的1.5倍,距离主星平均约3.4AU,公转周期为2502天,轨道偏心率较高,达到0.702。
在恒星周围,还有两条小行星带,一条在3AU位置,另一条在20AU位置。有研究认为,这可能是受到尚未能确认的另一颗行星摄动的物质,但这第二颗行星还没有被证实存在。
这么巨大的气态行星,且在主星较远位置,很难有生命存在。
10、Lacaille 9352星,距离10.74光年
这是距离我们第10近的恒星系统,又叫GJ887(格利泽887)星,是位于南鱼座最靠近我们的恒星,也是一颗红矮星,是靠近地球最大最亮的一颗红矮星。质量约太阳的0.5倍,表慢温度3626K,绝对星等约8.7等,视星等约7.34等,亮度约太阳的3.3%,肉眼看不见。
这颗红矮星的特点是比较温和平静,可能已经过了耀斑活动剧烈的婴儿期。天文学家们在其周围发现了至少2颗行星,一颗约为地球质量的4.2倍,公转周期为9.3天;另一颗约为地球质量的7.6倍,公转周期为21.8天。
这两颗行星可能是靠近主星宜居带内侧的岩石行星,由于靠主星比较近,表面温度分别达到了195℃和75℃,很难维持液态水的存在。稍远的这颗行星,可能有大气包裹。
根据引力摄动,很可能在稍远处还存在第三颗行星,而且在宜居带内,公转周期约51天。
好啦,太阳系的10位近邻就介绍到这里,至于这些近邻恒星系统是不是存在着生命或外星人,目前人类探测手段还无法定论。
延伸补充几点基本常识
科学界认为宇宙中红矮星的比例占恒星总量的80%左右。恒星寿命是由其质量确定的,质量越大寿命越短,反之越长。一般红矮星寿命都超长,在数千亿年到数万亿年之间。
而我们宇宙的年龄才有138亿岁,因此所有红矮星现在都还处于婴儿或少年期,年龄越小的红矮星活动越激烈,随着年龄增长才会慢慢平缓下来。科学家们认为红之星是生命的摇篮,但这个摇篮要等到红矮星安静下来才更适合生命的孕育。
现在人类用望远镜观测恒星也只能看到一个亮点,地外行星还根本“看”不到,只是靠“猜”。主要方法是凌星法和引力摄动法。凌星法就是当行星运行到恒星与我们视线之间时,采用各种射线和光学望远镜观测其遮光现象和光变周期来计算(见下图);引力摄动法就是行星运动会对恒星运行轨道产生影响,根据观测到的恒星运动变化状态,就可以通过万有引力定律计算出有没有行星和行星个数、大小、运行周期。
因此,现在已经观测到的行星,不一定很精确;没有观测到的行星,也不一定就真没有。
另外,星等是数值越小越亮,还有负数,负得越多越亮。每一个星等之间光度相差2.512倍,因此不同星等亮度差,是以2.512为底数,以级差为幂计算出来的。人类肉眼分辨极限,只能看到视星等为6等的星星。
就说到这啦,感谢阅读,欢迎讨论。
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