隔壁的天堂

樸語(yǔ)林

2016年8月，天文學(xué)家在距離太陽(yáng)最近的恒星——比鄰星周圍發(fā)現(xiàn)了一顆行星。這顆行星被稱為比鄰星b，比地球略大一些，處在比鄰星的適居帶內(nèi)，其表面上可能存在液態(tài)水。它是離我們最近的系外行星，或許也是離我們最近的適宜移居的星球。不過(guò)，在比鄰星的不遠(yuǎn)處，可能隱藏著一個(gè)更大的秘密。

比鄰星距離太陽(yáng)4.22光年，在它的不遠(yuǎn)處有一個(gè)雙星系統(tǒng)，叫做半人馬座α星，它們距離太陽(yáng)4.24光年。而這個(gè)雙星系統(tǒng)里，可能藏有一顆巖石行星，它圍繞著其中一顆恒星，而且這顆行星可不是什么荒涼的大石塊，它可能是一個(gè)比地球更加生機(jī)勃勃的世界。

最佳的宜居行星

我們通常認(rèn)為，地球是宜居行星中最佳的代表。但事實(shí)上，宇宙中應(yīng)該存在比地球更適合生命居住的地方。

地球不能成為最佳的宜居行星，一個(gè)原因是太陽(yáng)有點(diǎn)大。通常，較小的恒星能更有效地利用其燃料，它的壽命也更長(zhǎng)一些。

根據(jù)恒星光譜的分類，太陽(yáng)是一顆G型恒星，壽命大約為100億年，而它現(xiàn)在正處中年，還有50多億年的壽命。K型恒星（質(zhì)量通常是太陽(yáng)質(zhì)量的0.5至0.8倍），以及更小一些的M型恒星（質(zhì)量通常小于0.5個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量）的壽命會(huì)比太陽(yáng)更長(zhǎng)一些。恒星的壽命更長(zhǎng)，意味著周圍行星上的生命有更多的時(shí)間繁衍和進(jìn)化。

但水也是一個(gè)重要因素。液態(tài)水被認(rèn)為是產(chǎn)生生命的一個(gè)必要條件。要想液態(tài)水穩(wěn)定存在，行星最好位于恒星周圍一個(gè)溫度適中的范圍里，這個(gè)范圍被稱為“適居帶”。M型恒星的個(gè)頭更小，溫度更低，其適居帶離恒星更近。但因?yàn)殡x恒星太近了，恒星的引力可能對(duì)那里的行星造成嚴(yán)重破壞。如果那些行星沒(méi)有解體的話，恒星的潮汐力可能會(huì)把它們拉成蛋形，并且還會(huì)使行星的一面始終朝著恒星，即被潮汐鎖定。很顯然，一面始終是白天，另一面始終是黑夜的星球，并不是生命最理想的棲息地。比鄰星就是一顆M型恒星，所以說(shuō)，比鄰星b上的生存環(huán)境可能很不理想。

相反，K型恒星的適居帶里的行星，不會(huì)被潮汐鎖定，這里將會(huì)有很理想的生存環(huán)境。而半人馬座α星B——半人馬座α星中較小的一顆——就是一顆K型恒星，雖然質(zhì)量略大一些，約為太陽(yáng)質(zhì)量的90%。它的壽命會(huì)比太陽(yáng)長(zhǎng)30多億年，對(duì)于生命來(lái)說(shuō)，它是一顆很理想的恒星。

第二個(gè)能決定一顆行星是否更適合生命生存的因素，是它的個(gè)頭。類似地球這種的巖石行星，內(nèi)部有著液態(tài)金屬核，可驅(qū)使板塊發(fā)生運(yùn)動(dòng)。板塊運(yùn)動(dòng)是生命的福音，因?yàn)樗艽龠M(jìn)水、二氧化碳以及其他與生命相關(guān)的物質(zhì)在行星上發(fā)生循環(huán)，而生命依賴于這種循環(huán)。另外，液態(tài)金屬核也會(huì)旋轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)覆蓋整個(gè)行星的磁場(chǎng)，可屏蔽來(lái)自恒星和宇宙的有害輻射。

一旦行星內(nèi)金屬核發(fā)生冷卻并凝固，板塊運(yùn)動(dòng)和磁場(chǎng)就會(huì)消失。比地球大一些的行星，其核心需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)冷卻，因?yàn)橛懈嗟臒崃啃枰?。所以說(shuō)，比地球大一些的巖石行星會(huì)更加理想。

短暫的興奮

那么，是否存在著一個(gè)較大的巖石行星，圍繞著半人馬座α星B，而且還處在適居帶中？2012年，美國(guó)哈佛-史密森天體物理學(xué)中心的天文學(xué)家們把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了這顆恒星，來(lái)尋找潛在的行星對(duì)恒星產(chǎn)生的擺動(dòng)影響。他們發(fā)現(xiàn)，好像存在一顆比地球大了約10%的行星在圍繞著這顆恒星旋轉(zhuǎn)。但可惜的是，它離恒星的距離只有約600萬(wàn)千米，大致相當(dāng)于地球與太陽(yáng)距離的4%，其表面溫度可能會(huì)超過(guò)1000℃。

不過(guò)，這個(gè)發(fā)現(xiàn)仍激起了大家的興趣。既然有一個(gè)行星了，就可能還有另一個(gè)。也許，離得更遠(yuǎn)的地方會(huì)有溫度比較適宜的行星。

然而，興奮是短暫的。2015年，英國(guó)牛津大學(xué)的研究人員認(rèn)為，上面的發(fā)現(xiàn)其實(shí)是測(cè)量誤差，那顆行星根本不存在。不過(guò)，我們別泄氣。美國(guó)宇航局的開普勒望遠(yuǎn)鏡在銀河系中找到的系外行星，許多都是所謂的“超級(jí)地球”——比地球大一些的巖石行星，這恰恰符合我們之前的討論。

他們的研究還顯示，半人馬座α星B附近不太可能有比地球重3倍以上的巖石行星。不過(guò)，這其實(shí)算是個(gè)好消息。事實(shí)上，如果行星過(guò)大的話，過(guò)強(qiáng)的引力反而會(huì)抑制行星的板塊活動(dòng)。

窺見太陽(yáng)系的近鄰

為了確定那里是否真的有這樣的行星，我們得想辦法看到那里。來(lái)自美國(guó)航天局阿姆斯研究中心的天文學(xué)家愛(ài)德華多·本德克，就在想辦法去探尋那里是否真的有一個(gè)完美的世界。

為了能窺見系外行星，我們需要給天文望遠(yuǎn)鏡裝上一個(gè)日冕儀——一個(gè)能阻擋母恒星那刺眼眩光的設(shè)備。但是，半人馬座α星有兩顆恒星，這使得事情變得困難了。

現(xiàn)服役的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，并沒(méi)有能力去阻擋像半人馬座α星那樣挨得比較近的兩顆恒星的光。所以，本德克和他的同事魯斯蘭·別里科夫提出了一種叫做ACESat的太空望遠(yuǎn)鏡，它使用一個(gè)特別的日冕儀來(lái)阻擋兩顆恒星的光。模擬顯示，這種望遠(yuǎn)鏡可以揭示這兩顆恒星的宜居帶中是否存在一個(gè)類似地球大小的行星。

但目前，美國(guó)宇航局對(duì)他們倆人的計(jì)劃并不關(guān)心。畢竟一個(gè)只研究?jī)深w恒星的太空項(xiàng)目，并不值得大費(fèi)周張。相比之下，開普勒望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)調(diào)查了超過(guò)10萬(wàn)顆恒星。在資金方面，本德克和別里科夫遇到了問(wèn)題。

他們開始考慮私人融資，這也許是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。畢竟在最近，投資人、俄羅斯的億萬(wàn)富翁尤里·米爾納已經(jīng)制訂出了一項(xiàng)造訪半人馬座α星的計(jì)劃。英國(guó)物理學(xué)家史蒂芬·霍金也參與了這項(xiàng)計(jì)劃。

這個(gè)計(jì)劃被稱為“突破攝星”，目標(biāo)是發(fā)射數(shù)千個(gè)郵票大小的納米級(jí)太空飛船，飛往半人馬座α星，并發(fā)回照片。這些小飛船都裝備著太陽(yáng)帆，建在地球上的強(qiáng)大激光打到它們的太陽(yáng)帆上，小飛船都可被加速到光速的20%左右。這樣，它們只需經(jīng)過(guò)約20年的航行，就可抵達(dá)半人馬座α星。

不管是借助本德克的計(jì)劃、“突破攝星”計(jì)劃，還是其他的計(jì)劃，我們可能需要等待很長(zhǎng)的時(shí)間，才能得到太陽(yáng)系近鄰的特寫鏡頭。也許到時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，那里真的藏著一個(gè)生命的天堂。