太陽系是一個大家族,有大大小小的星球幾百個,還有數不清的小行星、彗星等。在這個大家族裡,太陽是當然的老大,質量佔據了整個太陽系的99.84%,其餘的就是八大行星,質量佔據了剩下0.14%的幾乎全部,而地球這顆在人類看來巨大的星球,只佔有太陽系質量的0.0003%,其他所有小行星及其碎片加起來也只有幾個地球這麼多。
因為所有恆星系統裡的行星,都是恆星形成過程中剩餘的渣子凝聚而成的,因此絕大部分恆星系統都應該有行星存在,但恆星都佔據著絕對的“霸權”。那麼太陽系周邊有哪些鄰居,它們都是些啥樣子呢?
現在我們來了解一下太陽周邊由近及遠的10個恆星系統,它們依次為半人馬座α星、巴納德星、沃爾夫359星、拉蘭德21185星、天狼星、鯨魚座uv星、羅斯154星、羅斯248星、波江座ε星、Lacaille 9352星。
1、半人馬座α星,距離4.3光年
半人馬座α星又叫南門二,是一個三星系統,就是由三顆恆星組成。這個鄰居最大的特點就是距離我們最近,其中的最小一顆距離我們最近,只有4.2光年,因此被稱為比鄰星。這是顆很小的紅矮星,質量只有太陽的12%,人類肉眼看不見;而它的兩個哥哥老大老二質量與太陽差不多,因此看得見,而且很亮,排在全天亮星(恆星)的第六位和第二十位。
老大老二都沒有行星相伴,只有老三比鄰星現在發現有兩顆行星。其中一顆在宜居帶,是岩石星球,質量約為地球的1.3倍,有科學家認為,上面有可能存在生命。關於比鄰星的詳細情況前兩天專門發了一篇文章,有興趣的可以去閱看,這裡就不展開說了。
2、巴納德星,距離6光年
這是距離我們第二近的恆星鄰居,也是一顆紅矮星,位於蛇夫座β星附近。質量約太陽的15%,表面溫度約3000K,絕對星等為13.22等,亮度只有太陽的1/2500,目視星等為9.54等,肉眼無法看見。
有關巴納德星的行星問題,一直有爭議。上世紀六十年代天文學家就發現巴納德星可能有一顆行星相伴,質量約為木星的1.6倍;新的分析認為巴納德星有兩顆行星,其中一顆質量為木星的0.8倍,軌道週期為11.7年(地球年,後同),軌道半長軸約2.7AU(天文單位,每天文單位約1.5億公里);另一顆質量約木星的0.4倍,軌道週期為20年,軌道半長軸為3.8AU。
由於這兩顆行星都處於巴納德星的宜居帶以外,因此都非常寒冷,表面溫度都在-100℃以下,也沒有液態水,因此不太可能存在生命。
3、沃爾夫359星,距離7.7光年
這顆距離我們第三近的恆星鄰居,又是一顆紅矮星,位於獅子座內。質量只有太陽的9%,表面溫度約2800K,絕對星等約16.64等,亮度只有太陽的1/53000,視星等為13.54等,肉眼看不到。
天文學家們發現沃爾夫359星有兩顆行星相伴,其中的沃爾夫359b質量約地球的3.8倍,半長軸約0.018AU,距離主星太近,因此公轉速度很快,軌道週期只有2.7天(地球日,後同);而沃爾夫359c質量約地球的44倍,半長軸約1.8AU,公轉軌道週期約3天。
這兩顆行星一顆靠得太近,應該已經被潮汐鎖定,向著恆星和揹著恆星的兩面,應該是一個冰火兩重天的世界;而另一顆離得太遠,是一個寒冷的星球。因此,兩顆行星都不適合生命孕育和生存。
4、拉蘭德21185星,距離8.26光年
這是距離我們第四近的恆星鄰居,還是一顆紅矮星位於大熊座。質量約為太陽的0.46,因此是一顆比較大的紅矮星,表面溫度3828K,絕對星等為10.46 等,亮度約太陽的1/179,是北天球最亮的紅矮星,但視星等只有7.52等,肉眼還是看不見。
在這個恆星系統,現在發現可能存在1顆行星,質量約地球的2.99倍,軌道半長軸約0.079AU,公轉週期約13天。在這樣一顆表面溫度約4000K的恆星系統,這種距離實在太近了,因此這是一顆熾熱的行星,而恆星的耀斑和潮汐活動,也對行星充滿了威脅和傷害,生命存在可能性不大。
5、天狼星,距離8.6光年
這是距離我們第五近的恆星系統,是一個雙星系統,是太陽周圍10個鄰居中質量最大的恆星系統,其主星天狼星A是一顆藍矮星,質量約為太陽的2.1倍;伴星天狼星B是一顆白矮星,質量約為太陽的1.1倍。天亮星是夜空中全天恆星第一亮星,視星等達到-1.46等,自古以來,有許多天狼星的傳說。
天狼星兩顆恆星(其中一顆是屍骸)都沒有發現行星相伴,而那顆白矮星是一個定時炸彈,在15億年後很可能發生爆炸。關於天狼星的詳細狀況,前幾天專門發過一篇文章,有興趣的朋友可以前往閱看,這裡就不展開說了。
6、鯨魚座uv星,距離8.73光年
這是距離我們第六近的恆星系統,又叫魯坦726-8星,是一個雙星系統,由魯坦726-8A和魯坦726-8B兩顆紅矮星組成,後者就是瓊魚座uv星,是瓊魚座距離地球最近的恆星。兩顆恆星都屬於耀星,但瓊魚座uv星更著名,是迄今發現全天光度變化最劇烈的耀星。
所謂耀星就是無規律發生光變的恆星,這類恆星會突然增亮許多倍。其實比鄰星和巴納德星、沃爾夫359星都有這種性質,但這顆瓊魚座uv星更為顯著,亮度變化會在幾分鐘內急劇增光幾個星等,也就是幾十倍。
耀星一般只在紅矮星上發生,且主要發生在紅矮星不穩定嬰兒期,是紅矮星表面色球層上大規模耀斑爆發造成的,又稱耀變或耀亮,類似太陽耀斑爆發,但比太陽耀斑爆發猛烈很多。
瓊魚座uv星質量只有太陽的10%,表面溫度約2670K,絕對星等約15.37,視星等約12.99,人類肉眼根本看不見。其伴星魯坦726-8A星又被稱為瓊魚座BL,也是一顆紅矮星,視星等差不多,同時也是一顆耀星,但比瓊魚座uv星的耀變要小一些。
兩顆星相互圍繞著一個虛空的質點環繞,軌道週期為26.5年。迄今為止,沒有發現這個恆星系統有行星相伴的報道。
7、羅斯154星,距離9.7光年
這是距離我們第7近的恆星系統,也叫人馬座V1216星,是人馬座中距離地球最近的恆星。這還是一顆紅矮星,同時也是一顆耀星,閃耀週期較頻繁,兩次大的閃耀平均間隔時間約2天,閃耀時亮度可提升3~4個星等。
這顆星質量約太陽的17%,表面溫度約3105K,亮度只有太陽的0.38%,絕對星等13.07等,視星等為10.95等,肉眼不可見。迄今為止,沒有發現有行星相伴。
8、羅斯248星,距離10.32光年
這是距離我們第8近的恆星系統,位於仙女座,也是一顆紅矮星和耀星,但屬於長週期變星,變化週期可達4.2年,光度變化不大,視星等在12.23~12.34之間,因此肉眼看不見。
這顆恆星質量約太陽的12%,表面溫度約2799K,絕對星等為14.79,亮度只有太陽的0.18%。上世紀NASA發射的旅行者2號正在以16.6km/s的速度向這顆恆星飛去,在40176年後,會在距其1.76光年的位置掠過。
美國斯普勞爾天文臺長期觀測認為,那裡可能有不可見伴星對其軌道造成擾動,並且表明這些伴星可能距離主星有100~400AU。但迄今為止,這些可能性既沒有得到證實,也沒有被否定。
但這些伴星即便真的存在,距離也太遠了,遠遠大於冥王星到太陽約40AU距離,而羅斯248星只是一顆很暗弱的紅矮星,這麼遠距離的行星溫度基本接近了絕對零度,是不可能孕育和存在生命的。
9、波江座ε星,距離10.5光年
這是距離我們第9近的恆星系統,又叫天苑四,是一顆約太陽質量0.85倍,波江座內最靠近我們的恆星,年齡約10億歲。
別看這顆星比太陽質量小,可能由於比太陽年輕的緣故,其恆星風的強度是太陽的30倍,說明其能量活動比較劇烈。這顆星的表面溫度為5073K,亮度約太陽的28%,絕對星等為6.19等,視星等為3.73等,因此肉眼可見,是人類裸眼能看到全天第三靠近我們的恆星(第一和第二為南門二星A和B星)。
觀測結果認為在天苑四存在至少1顆行星,即天苑四b,行星編號為HD 22049b。這顆行星質量約木星的1.5倍,距離主星平均約3.4AU,公轉週期為2502天,軌道偏心率較高,達到0.702。
在恆星周圍,還有兩條小行星帶,一條在3AU位置,另一條在20AU位置。有研究認為,這可能是受到尚未能確認的另一顆行星攝動的物質,但這第二顆行星還沒有被證實存在。
這麼巨大的氣態行星,且在主星較遠位置,很難有生命存在。
10、Lacaille 9352星,距離10.74光年
這是距離我們第10近的恆星系統,又叫GJ887(格利澤887)星,是位於南魚座最靠近我們的恆星,也是一顆紅矮星,是靠近地球最大最亮的一顆紅矮星。質量約太陽的0.5倍,錶慢溫度3626K,絕對星等約8.7等,視星等約7.34等,亮度約太陽的3.3%,肉眼看不見。
這顆紅矮星的特點是比較溫和平靜,可能已經過了耀斑活動劇烈的嬰兒期。天文學家們在其周圍發現了至少2顆行星,一顆約為地球質量的4.2倍,公轉週期為9.3天;另一顆約為地球質量的7.6倍,公轉週期為21.8天。
這兩顆行星可能是靠近主星宜居帶內側的岩石行星,由於靠主星比較近,表面溫度分別達到了195℃和75℃,很難維持液態水的存在。稍遠的這顆行星,可能有大氣包裹。
根據引力攝動,很可能在稍遠處還存在第三顆行星,而且在宜居帶內,公轉週期約51天。
好啦,太陽系的10位近鄰就介紹到這裡,至於這些近鄰恆星系統是不是存在著生命或外星人,目前人類探測手段還無法定論。
延伸補充幾點基本常識
科學界認為宇宙中紅矮星的比例佔恆星總量的80%左右。恆星壽命是由其質量確定的,質量越大壽命越短,反之越長。一般紅矮星壽命都超長,在數千億年到數萬億年之間。
而我們宇宙的年齡才有138億歲,因此所有紅矮星現在都還處於嬰兒或少年期,年齡越小的紅矮星活動越激烈,隨著年齡增長才會慢慢平緩下來。科學家們認為紅之星是生命的搖籃,但這個搖籃要等到紅矮星安靜下來才更適合生命的孕育。
現在人類用望遠鏡觀測恆星也只能看到一個亮點,地外行星還根本“看”不到,只是靠“猜”。主要方法是凌星法和引力攝動法。凌星法就是當行星執行到恆星與我們視線之間時,採用各種射線和光學望遠鏡觀測其遮光現象和光變週期來計算(見下圖);引力攝動法就是行星運動會對恆星執行軌道產生影響,根據觀測到的恆星運動變化狀態,就可以透過萬有引力定律計算出有沒有行星和行星個數、大小、執行週期。
因此,現在已經觀測到的行星,不一定很精確;沒有觀測到的行星,也不一定就真沒有。
另外,星等是數值越小越亮,還有負數,負得越多越亮。每一個星等之間光度相差2.512倍,因此不同星等亮度差,是以2.512為底數,以級差為冪計算出來的。人類肉眼分辨極限,只能看到視星等為6等的星星。
就說到這啦,感謝閱讀,歡迎討論。
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