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《自然》杂志14号发表论文，证实距离地球6光年的巴纳德星拥有行星。这个论断并非基于最近的发现，而是因为研究人员分析了过去20年、多台设备的观测数据，认定巴纳德星被一个很靠近的引力源牵引，以200多天的周期震荡。因此，可以非常肯定地说，巴纳德星拥有一颗不小的行星。 巴纳德星是距离人类第三近的恒星系统（第一是太阳），同时也是距离人类最近的孤立行星。虽然6光年的距离目前还是不可逾越的天堑，但毕竟也算隔壁邻居。更有趣的是，巴纳德星正在向太阳系方向运动，如果一万年后人类还存在，会发现巴纳德星已经进入地球4光年半径，成为距地球第二近的恒星。所以，长期以来，巴纳德星就是科幻小说的重要角色，在此次证实巴纳德星有行星之前，很多科幻小说已经设想了巴纳德星的行星。 更有甚者，冷战期间的工程师曾经大胆设想，用核聚变火箭推进探测器，在一个世纪内探测巴纳德星，算是人类第一个进入到预可研阶段的恒星际探测方案——“代达罗斯计划”。虽然计划无疾而终，但最近发现巴纳德星行星的消息，还是激发了科幻爱好者的热情——原来科幻和现实的结合点并不远！ 中国最著名的科幻作品是《三体》，它的最后一部出版于2010年。三体从小众读物走向大众现象级作品的年代，一系列新型探测器被发射到地球轨道上，人类对周边恒星系的认识突飞猛进。很多科幻读者发现，刘慈欣的作品居然也成功“预言”了比邻星行星和比邻星耀斑的存在，神迹几近于书中一言碎星的罗辑。这种巧合……难道只是巧合？ 1“咒语” 早在20世纪初，人类就意识到，全天最亮的几颗恒星之一，半人马座α星不是一颗孤立的恒星。在望远镜下，半人马座α星先是被分解为A\B两颗亮双星，然后又发现了较暗的C伴星，它们共同构成了三体的外星主角——半人马α三星。 看着显示屏上闪动的绿色字迹，叶文洁已经无法冷静思考，她那被激动和震撼抑制了的智力只能理解以下的事实：现在距地上次向太阳发送信息不到九年，那么这些信息的发射源距地球只有四光年左右。它只能来自距我们最近的恒星系：半人马座三星！ 半人马α三星中，距离地球最近的是C星，即常说的比邻星。（这一称号还能保持一万多年）2013年，天文学家在半人马座比邻星（Proxima Centauri）观测数据的分析中，发现了恒星摆动的多普勒效应现象。2016年8月，通过比对上百次的观测结果，天文学家首次确认了距地球最近的恒星拥有一颗质量约为地球1.3倍的岩石星球，且处于宜居带内。该行星被命名为比邻星b（Proxima b）——三体行星被证实了。 此前在2012年，曾有天文学家宣称发现半人马座α星B拥有一颗行星，但事后证明这是一次数据分析错误。为避免这一尴尬的情况再现，2017年1月，天文学家通过智利拉西拉天文台（LaSilla）3.6米口径高精度视向速度行星搜索者（HARPS），对比邻星进行了持续60天的跟踪观测，再次确认了比邻星b的存在。虽然比邻星b从恒星接收到的辐射超出地球百倍，但这样体积的行星有较大概率存在稳定的磁场以及大气层，适宜温度也允许海洋的存在，该星球具备孕育生命，尤其是海洋生命的可能。 比邻星是一颗直径仅为太阳1/7的小型红矮星（木星直径的1.5倍），作为距地球最近的恒星，其光度尚不足以满足肉眼观察。因此，偏“冷”的比邻星宜居带仅限恒星附近的“薄壳”空间。比邻星b的公转轨道高度仅为730万公里，不到地球和太阳距离的5%，公转周期为11.2个地球日——这几乎意味着该行星已经与比邻星形成潮汐锁定。 比邻星b想象图，背景中明亮的双星是半人马座α三合星系统中的A、B星 这一发现既让人兴奋，又让人恐惧。兴奋在于距离地球最近的恒星就拥有一颗与地球高度相似的行星，星际移民似乎有了希望；恐惧在于宜居带行星如此普遍，外星文明却杳无音讯——这似乎说明人类的未来并不乐观。 2017年天文学家在使用智利阿塔卡马大毫米/亚毫米射电望远镜（ALMA）对比邻星做跟进观测时进一步发现，比邻星存在一个小行星带，小行星带与比邻星距离约为地球到太阳距离的1~4倍，而且可能还有第二个环状尘埃带——这意味着整个半人马座α三合星可能拥有一套复杂的多重行星系统。 比邻星系想象图 天文观测新成果没法不让人想起刘慈欣和《三体》。在小说中，半人马座α三星系统曾一度拥有12颗行星，经历漫长的宇宙灾难，到最后只剩下三体文明所在的一颗行星。而无论是12颗行星还是剩下的一颗行星，这在刘慈欣写作三体时，都属于未知领域。 与小说巧合的细节还不止于此。 在《三体1》中，花样百出的宇宙灾难轮番打击三体星，三体人经历了195轮文明，才爬到星舰时代，之前经历了多次恒星爆发。《三体3》中，“光粒”击中恒星，引发超级耀斑，吞没了留守本土的三体人。总之，小说中的半人马座α三星是一个坏脾气的组合。 现实中，正在人类欢呼寻找到家门口的“孪生地球”时，2017年3月24日，ALMA观测到比邻星一次超级耀斑事件。比邻星在10秒内亮度提升了超过1000倍，持续不到2分钟。在比邻星最亮的一刹那，这颗平常不可见的恒星可以直接用肉眼看到。
比邻星超级耀斑 很显然，比邻星b就算有文明，这回也成铁板烧了。《三体》中描写的宇宙灾难清洗文明，在太阳系门口展示了一遍。 在《三体2：黑暗森林》里，“面壁者”罗辑向宇宙广播了针对编号187J3X1恒星的坐标公示“咒语”，随后进入冬眠；146年后，该星系被高级文明用“光粒”击毁。在现实世界中，《三体》不仅“预言”了半人马座α星系存在宜居带行星，还“预言”了宇宙灾难，“演示”了足以毁灭文明的超级耀斑，如此看到，《三体》几乎是“咒语”的现实版，刘慈欣的确有几分罗辑的气质。 这是巧合，却也不仅仅是巧合。 2阴差阳错 虽然有巧合，但小说与现实的偏差更大。 刘慈欣是一个习惯于安静思考、缓慢推敲故事细节的作者。《三体》中的很多概念设定，在写进书里之前，已埋在他心底很多年。 早在2000年，登载于《科幻世界》7月刊的刘慈欣短篇小说《流浪地球》的结尾，刘慈欣就用三体运动概念描述了半人马座α星： 我好像看到半人马座三颗金色的太阳在地平线上依次升起，万物沐浴在它温暖的光芒中。 （“三星连珠”……） 为了满足剧情需要，还要给人类用一百代人的时间将整个地球迁居到其它星系一个绝对必要的理由： 半人马座没有行星，最近的有行星的恒星在八百五十光年以外，目前人类能建造的最快的飞船也只能达到光速的百分之零点五，这样就需十七万年时间才能到那儿，飞船规模的生态系统连这十分之一的时间都维持不了。 （由此可见，在剧情需要面前，一切现实情况都可忽略。） 包括刘慈欣在小说中构建的“黑暗森林”理论，也是早在上世纪90年代初就萌发的想法。在《三体1》的后记中，刘慈欣写到： 我曾经陷入宇宙文明点状化的这种思维游戏中不可自拔，上世纪九十年代初，为打发时间，我常常编些无聊但自觉有趣的软件，现在网上重新流行的电子诗人就是那时的产物。那个时期，我还编过一个宇宙点状文明体系总体状态的模拟软件，将宇宙间的智慧文明简化为点，每个点只具有描述该文明基本特征的十几个简单参数，然后将文明的数量设置得十分巨大，在软件中模拟这个体系的整体演化过程。为此我请教了一位可敬的学者，他是研究电网理论的，是建立教学模型的高手，算不上科幻迷但也是爱好者，他对我那个错误百出的模型进行了修正。软件运行时最多的一次曾在十万光年半径内设定了三十万个文明，这个用现在看来很简陋的TUBO C编的程序在286机上运行了几个小时，结果很有趣。当然，我只是个工程师，没有能力进行这样级别的研究，只是一个科幻迷玩玩儿而已，从科学角度讲得出的结果肯定没什么意义，但从科幻角度讲却极有价值，因为那些结果展示的宇宙间点状文明的演化图景，不管正确与否，其诡异程度是很难凭空想出来的。 我认为零道德的文明宇宙完全可能存在，有道德的人类文明如何在这样一个宇宙中生存？这就是我写《地球往事》的初衷。 但事实上，半人马座α星虽然是三恒星结合，但并不是一个三体紧凑互动的三合星系统，而是以A、B互旋，比邻星在远方围绕两星旋转的方式稳定运行。 黄色星体为半人马座α星A、B，白色箭头指向位置为比邻星 木星、比邻星、半人马座α星B、太阳、半人马座α星A的大小、颜色比较 打个并不算恰当的比喻，如果半人马座α星的A、B两星分别是上海浦东、浦西，那么C星就是山东黄河边的一个小镇，C星周围的行星差不多相当于一栋房子（太阳系则是美国的纽约）。ABC三星之间的互动虽然有导致灾变的可能性，但在可观测历史和可预计的未来中，该系统会非常稳定。不会出现山东房子忽然变成上海房产证的事情。 该偏差成了整个《三体》最大的bug，但按事后刘慈欣的采访，这是编辑的安排： 《三体》这本书写作时根本没有说这三颗星是半人马座，它是一个想象出来的东西，真实的半人马座不是小说写的那个样子。 其实我当时写《三体》的时候没有说那三颗星是半人马座，那是后来编辑改的，说是有点根据，因为是离地球最近的恒星嘛。 一个小说作家主要任务是讲好一个故事，而不是做科研。一个好的故事往往是先有了创意和灵感，然后再根据创意拼凑出所需要的剧情条件——这是刘慈欣写作的基本思考方法。因此，为了描写一个受“三体运动”折磨的文明，要凭空假想出一个星系；为了让三体文明与地球文明形成威慑关系，要拉低三体文明的技术水平（尤其是星际航行技术），相应的，在空间上就要贴近太阳系。三体星系的原型显然还是半人马座α星，刘慈欣不想造成不必要的误会，因此试图隐去星系名字，但最后还是在编辑部“打回原形”。 不过从作品传播效果来说，编辑部做对了。 3残酷的现实 半人马座α星A、B的质量分别是太阳的1.1倍与0.907倍，亮度分别是太阳的1.519倍与0.445倍。半人马座α星A、B的组合亮度达到了-0.27视星等，是半人马座南部星座中最亮的恒星，也是整个地球星空中第四亮的恒星，仅次于太阳、天狼星与老人星，尚在大角星之前。 恒星亮度排名 由于该双星的间距过近，其互旋在地面的变化仅有以约80年为周期的2~22弧秒变化，而肉眼的极限分辨率仅为60弧秒，在望远镜出现之前，人类长期误以为这是一颗星。如此明亮的星体，早在公元2世纪就被列入托勒密的观星模型中。 吉恩·理查德（Jean Richaud）在1689年12月，第一次发现了半人马座α星A、B是一对双星。直到1915年，苏格兰天文学家罗伯特·因尼斯（Robert T.A. Innes）凭借照相技术进行星体运动对比，才发现C星，也就是比邻星，以十万年数量级的周期绕A/B两星运转。半人马座α星“升级”为三合星系统，罗伯特本人也因此青史留名。罗伯特一生共发现了近1600对双星，为人类天文观测做出了突出贡献。 在比邻星b行星存在证据日益显著之时，激动的霍金提出了“突破摄星”计划，一时之间成为全球热点话题。但没过多久，就出现了文章第一部分提到的超级耀斑事件： 2017年3月24日观测到的比邻星超级耀斑事件 在那一瞬间，比邻星从星空中一颗视星等11.05的恒星，提升到6.8等： 2017年3月24日观测到的比邻星超级耀斑事件 而在回溯Evryscope望远镜过往数据时，研究人员发现，在算法上漏掉了超级耀斑事件。按事后估测，超级耀斑事件每年要在比邻星上发生约5次。 拥有24个镜头的千兆像素级望远镜Evryscope 一年烤五遍，这比《三体》里的宇宙灾难还可怕，啥文明都受不了…… 天文学家还期待在半人马座α星A、B寻找类地行星。据称按观测数据，有望在半人马座α星B的宜居带里侧发现一颗岩石行星。还可能在AB星外围找到绕双星公转的岩石行星。 但紧密互旋双星的引力场、辐射环境已经相当复杂，这种环境下是否具备孕育生命的条件，还有待论证。 不论如何，半人马座α星系，绝不是一个比小说里更美好的地方。 4另一种“大过滤器” 比邻星看起来是没戏了，但地球周围还有很多恒星，它们的条件如何？
地球周围的恒星
千年时间单位下，较近恒星与太阳距离变化 前面提到过即将（1万多年后）成为比邻星的巴纳德星，但1998年，巴纳德星爆发了一次超级耀斑事件，证明这颗红矮星一样是一颗“死星”。 银河系中绝大部分恒星都是红矮星。此前，人们寄希望于这些红矮星的类地行星具备孕育文明的条件，但随着观测与数据分析技术的提升，现实泼来了一盆冷水。 宾法大学的gPhoton项目组通过对星系演化探测器（Galaxy Evolution Explorer/GALEX）的10年紫外线观测数据进行梳理后，将半小时曝光成像数据，回溯到持续数秒的恒星亮度变化。在总量达100TB的GALEX数据中，该团队用定制软件搜索了数百颗红矮星数据，检测到了数十次在几秒内恒星亮度暴增数百倍的超级耀斑事件。证明红矮星和巨星一样，对周边的行星都是杀手。 频繁的耀斑会消磨掉行星的辐射屏障，紫外辐射会抹掉所有生命可能。这或许就是宇宙如此空寂的原因。 物理学家费米在世时，面对空寂的宇宙，提出了疑问：宇宙如此庞大，却没有任何文明的通讯痕迹。原因可能是大多数恒星不适合生命，也可能是大多数宇宙文明会快速自杀。刘慈欣“预言”了三体星群的行星，预言了比邻星的耀斑，却唯独预测错了一点——三体星群根本不具备文明生存的条件。可见刘慈欣终究不是罗辑。 然而，这对人类来说倒是一个好消息——既然宇宙空寂的主要原因可能是环境恶劣。那么在证实环境尚可的地球上，文明也许有很大的概率茁壮成长。在中程导弹条约被废，中美俄三国积极发展新一代战略武器的今天，让我们好自为之。 (作者：高流） |
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