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如果太阳系发生危机,人类应该投奔哪颗星球?

2021-10-27  魅力科学君

尽管太阳系已经安然存在了数十亿年的时间,但谁也不知道太阳系在未来会不会遇到什么危机,想象一下,假如人类探测到一颗巨大的恒星,又或者是一个流浪黑洞气势汹汹地向太阳系冲过来,并且预计在若干年后会与太阳相撞,那人类应该怎么办?

如果真是这样,那么太阳系应该是没办法继续待下去了,所以一个简单的选择就是:人类应该倾尽全力地发展有关星际航行的各种科技,然后在危机真正到来之前离开太阳系。那么问题就来了,如果太阳系发生危机,人类应该投奔哪颗星球呢?

4.22光年外的比邻星(Proxima Centauri)是距离我们最近的一颗恒星,观测数据表明,在比邻星的宜居带里还存在着一颗类地行星——“比邻星-b”(Proxima b),其半径为地球半径的1.07(±0.35)倍,质量为地球质量的1.17倍左右,可以说是一个“大号地球”了。

这颗4.22光年外的“大号地球”值得人类投奔吗?

所谓宜居带是指在恒星周围的一个距离范围,在此范围内刚好可以维持液态水的存在,由于恒星有大有小,各个恒星的宜居带也存在一定的差异,具体表现为恒星越小、表面温度越低,其宜居带就离恒星越远,反之亦然。

比邻星是一颗红矮星,其质量仅为太阳的12.3%,表面温度只有2800K,所以比邻星的宜居带就比太阳要近很多,实际上,比邻星-b与主恒星的距离只有0.05天文单位,只有日地距离的20分之1,如此近的距离使得比邻星-b很可能已经被潮汐锁定,始终只能以相同的一面对着主恒星。

在这种情况下,比邻星-b的“向阳面”就会一直接收主恒星的能量,温度就会很高,而“背阳面”的情况则恰恰相反,只有在“向阳面”和“背向面”交界处附近才可能存在适合人类生存的温度。

另一方面来讲,比邻星虽然“个头”比太阳小,但是“脾气”却比太阳大,由于没有辐射层的约束,比邻星核心的物质可以直接与其表面物质进行对流,因此比邻星的表面会经常产生巨大的耀斑,并释放出非常强烈的紫外线以及X射线。

还有一个问题就是,比邻星-b的公转周期约为11.2个地球日,而被潮汐锁定后的星球,其自转周期与公转周期是同步的,也就是说,比邻星-b需要大约11.2个地球日才能完成一次自转,如此长的自转周期,就会使得比邻星-b的磁场比地球弱很多,基本上无法抵御自主恒星的高速带电粒子流(也就是恒星风)。

综上所述,虽然比邻星-b是一颗位于宜居带中的类地行星,但这颗“大号地球”却并不值得人类投奔。

除了比邻星-b之外,太阳系附近还有其他的星球可供人类选择吗?

从恒星的类型来看,在太阳周围12光年的范围内共有18颗恒星,其中只有“天苑四”(ε Eridani)和“天仓五”(Tau Ceti)这两颗恒星的宜居带比较适合人类生存(其他的恒星要么太大,要么太小,又或者是双星系统)。

由于“天苑四”的宜居带中目前并没有发现类地行星,因此这颗恒星我们暂时不去考虑,好消息是,天文学家早已发现“天仓五”拥有五颗行星,其中有一颗编号为“Tau Ceti-e”的类地行星正好位于宜居带中。

“天仓五”位于鲸鱼座,距离我们大约11.9光年,是一颗与太阳同类型的G型主序星,其质量比太阳略小,大约为太阳的80%左右,表面温度也比太阳略低,约为5300K(太阳表面温度约为5500K)。

观测数据表明,Tau Ceti-e是一颗超级地球,其质量约为地球的3.93倍,半径约为地球的1.8倍,是“天仓五”的第四颗行星,绕其主恒星公转一圈需要大约162.9个地球日。

需要指出的是,Tau Ceti-e的质量是地球的3.93倍,并不意味着它的表面重力就是地球的3.93倍,根据重力加速度计算公式“g=GM/r^2”(G为引力常数,M为行星质量,r为行星半径)可以计算出,Tau Ceti-e的表面重力只有地球表面的大约1.2倍,人类完全可以接受。

可以看到,与比邻星-b这颗“大号地球”相比,Tau Ceti-e更加适合人类生存,而这颗星球也是人类在太阳周围12光年的范围内相对最好的选择,因此可以说,假如太阳系发生危机,人类更应该投奔Tau Ceti-e,毕竟如果未来的人类有能力抵达4.22光年外的比邻星-b,那就应该有能力飞到11.9光年外的Tau Ceti-e,只是需要的时间会更加漫长。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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