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如果流浪地球到达比邻星,能否看到三个“太阳”升起?

 火星科普 2020-04-01

在《流浪地球》中,地球按计划将会泊入比邻星的宜居带中,成为绕行比邻星的行星。而比邻星所在的南门二(半人马座α星)恒星系统是一个三合星系统,比邻星还有两颗伴星,分别是南门二A和南门二B。那么,在那时的地球上,人们每天能否看到三颗“太阳”升起来呢?

首先,比邻星所在的三合星系统是一个稳定体系,每颗恒星都有各自明确的轨道,而非《三体》中描述的那种混沌没有解析解的系统。在南门二中,南门二A和B近距离互相绕行共同质心旋转,它们组成了一个双星系统,两者的距离大约为11至36天文单位。而比邻星的质量远小于南门二A和B,所以比邻星会绕着南门二A和B双星系统公转。这样的三合星系统相当稳定,不会出现混沌的情况。

因此,如果在地球上能看到南门二A和B,这两颗恒星并不会与比邻星一样每天升起。而是随着地球的公转,当三颗恒星处在同一侧时,它们会同时升起,或者同时出现在天空中。而当地球运行到比邻星和南门二A和B双星系统之间时,只能在夜晚看到南门二A和B,而在白天只会看到比邻星一颗恒星升起。

那么,在环绕比邻星运动的地球上能看到南门二A和B吗?如果能看到,会有多亮呢?

比邻星与南门二A和B双星系统的距离很远,最近距离为4500天文单位,而最远距离达到了1.3万天文单位(约0.206光年),公转周期长达54.7万年。南门二A的质量是太阳的1.1倍,光度是太阳的1.52倍,绝对星等为4.38等。南门二B的质量为太阳的90.7%,光度为太阳的一半,绝对星等为5.71等。根据如下的公式可以计算视星等:

M=m+31.57-5lgA

上式中,m为视星等,M为绝对星等,A为距离(单位为天文单位)。

代入数据计算可得,南门二A最亮时的视星等为-8.92等,最暗时的视星等为-6.62等。南门二B最亮时的视星等为-7.59等,最暗时的视星等为-5.29等。

理论上,天体的视星等需要达到-7等才能在白天肉眼可见。因此,在距离较近的时候,南门二A和B在白天是肉眼可见的。当距离较远时,这两颗恒星将会被比邻星的光芒所淹没,地球上的人无法看到它们。但如果这两颗恒星出现在晚上,它们将会成为夜空中最亮的恒星。

在环绕比邻星运动的地球上所看到的南门二A和B有多大?能否看出是两颗恒星呢?

根据如下的公式可以计算视直径:

上式中,α为视直径,R为天体的半径,d为天体的距离。

南门二A的半径为太阳的1.22倍,南门二B的半径为太阳的86.3%。通过计算可知,南门二A和B的最大视直径分别为0.52角秒、0.37角秒,最小视直径分别为0.18角秒、0.13角秒。由于人眼的极限角分辨为60角秒,所以南门二A和B看起来都只是明亮的星点,而非圆盘形。

另外,南门二A和B分开的最大视直径为0.45度,最小视直径为2.9角分,所以在环绕比邻星运动的地球上,人们可以分辨出南门二A和B,它们在天空中的最远距离接近于太阳视直径(太阳系中的地球上),最近的时候看起来几乎要靠在一起。

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