满天星斗呼唤我(7)——南门二

发布时间: 2022-06-17 11:33:21 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 97

很多人都知道,距离太阳最近的恒星叫做比邻星,距离我们只有4.24光年。可抬头仰望星空,小亮点那么多,比邻星到底是哪颗呢?还有,太...

满天星斗呼唤我(7)——南门二

很多人都知道,距离太阳最近的恒星叫做比邻星,距离我们只有4.24光年。可抬头仰望星空,小亮点那么多,比邻星到底是哪颗呢?还有,太阳也是离比邻星最近的恒星吗?

首先,很遗憾的是,比邻星是一颗暗淡的红矮星,视星等只有11.13等,远远超过了人类的裸眼目视极限6等,因此肉眼是看不见它的。但是第二个问题的答案,却可以给我们指明一个比邻星的大致方向。离比邻星最近的恒星并不是太阳,而是两颗正直壮年的明亮恒星,他们三个共同组成了一个三合星系统,在我们的天图上,它们的名字叫南门二。

老规矩,先来一张高清大图

南门二,半人马座α星,距离我们4.34光年,综合视星等-0.27,是全天排名第三的亮星。由两颗主序星南门二 A ,南门二 B 和比邻星组成。其中,南门二 A ,南门二 B 是一对双星系统,在一个椭圆轨道上互相围绕着旋转,周期为79.9年。最近距离是11.2个天文单位,大概是太阳到土星那么远。最远时相距35.6个天文单位,也不过就是太阳到冥王星的距离。而比邻星则是在距离15000个天文单位,也就是0.21光年的超远轨道上围绕AB系统公转。以它的速度,大概要50万年才能转完一圈。

南门二 A,英文名字叫Rigil Kentaurus。从各个方面来看,它都非常像是太阳的双胞胎哥哥。南门二 A 与太阳拥有一样的光谱类型G2V,因此它们看上去几乎是一样的黄白色。它的年龄在56亿年左右,比太阳略微年长,质量是太阳的1.1倍,半径约为1.2234倍。亮度是太阳的1.519倍。都稍微比太阳大一些。

南门二 B,英文名字叫Toliman。它的光谱是K1V,比太阳看上去更橙色一些。年龄大概在53亿年左右,也比太阳古老,但质量和体积却更小,质量为0.907太阳质量,半径为0.8632太阳半径。光度也只有太阳的一半。

尽管它不像南门二 A 那样明亮,但它在X射线波段具有更大的能量输出,南门二的X射线辐射主要就来自于它。

在哈勃太空望远镜的高清相机下,南门二 A(左侧)和南门二 B(右侧)很容易就可以分辨出来

南门二 C,也就是比邻星了。它的英文名字叫Proxima,是一颗光谱类型为M5.5Ve的红矮星。它的质量只有太阳的0.1221倍,半径为0.1542个太阳半径。光度是太阳的0.0017倍,比太阳暗淡2万倍以上,即使在相距仅0.2光年的南门二 A 上看过去,比邻星也只有大概5等,勉强能被看见。

红矮星是与太阳这样的主序星完全不同的天体。他们是恒星中的小矮人,质量通常都不到太阳的一半,表面温度很低,因此都呈现为红色,这也是他们名字的来源。我们肉眼看不见任何一颗红矮星,因为他们实在是太暗弱了。然而,红矮星却是恒星中的主力军,我们的银河系中有70%的恒星都是红矮星。

由于他们的表面温度低,核反应速度比较缓慢,因此红矮星是恒星世界的长寿冠军,据科学家估算,红矮星可以拥有上千亿甚至上万亿年的寿命。而我们的宇宙的年龄也不过138亿年,很多红矮星与我们的宇宙一样古老,称得上真正的寿与天齐了。

古人是看不见比邻星的,自然它也就不像天狼啊大角啊这样拥有流传下来的中文名。但比邻星的名字,也充满了寓意。在1915年比邻星被发现后,它的英文名字被命名Proxima,意思是“半人马座中距离最近的”。而我们中国的天文学者则根据王勃的诗“海内存知己,天涯若比邻“,为这颗太阳最近的邻居,取了比邻星这么一个诗情画意的名字。看来,理科生也可以浪漫得很呀~

太阳与南门二一家子的大小比较图

南门二 A 的视星等为+0.01。单独来看,它是天空中第四亮的恒星,略高于织女星(+0.026),但比天狼星(-1.46),老人星(-0.74)和大角星(等-0.05)更暗淡。南门二 B 的视星等有+1.33,比最暗的一等星,狮子座的轩辕十四还要亮一些。而它们合在一起后,组合亮度达到了-0.27,成功超越了大角星,排到了全天第三。

大角星:哼,星多了不起啊!南门二:没错,星多就是了不起,不信你问问五车二。五车二:你咋不说北河二呢。北河二:团结就是力量~十字架二:(唱)团结就是力量~心宿二:那也得看团结的是谁吧?我那个小兄弟才5.5等,有个球用。大角星:反正叫二的都是不要脸的团伙!河鼓二:骂人别开地图炮嗷!老子现在单身了!很久很久以后...参宿二:对啊,星多了不起啊!注:有个好玩的巧合,目视星等排名前30的亮星中,南门二,五车二,北河二,十字架二,心宿二这些中文名字里带个"二"的都是双星或是聚星。只有河鼓二(牛郎星)和参宿二是例外。河鼓二曾经也被认为是个四联星系统,但最近的研究表明其他三颗都是遥远的背景恒星。而参宿二是前30名里离我们最远的恒星,远在1980光年之外。另:天文学家也曾假设过大角星有个暗弱的伴星,但很快被辟谣,它自始至终都是个单身狗。

南门二如此明亮,自然是非常好辨认。可惜南门二比老人星还要偏南,在海南岛都很难观测的到。但在南半球,南门二非常容易找到。因为他附近有另外一颗一等星,马腹一。他们两个离的非常近,几乎跟双子座的两颗亮星北河二和北河三距离差不多。目前,在视线上,南门二正在向着马腹一的方向移动,在大约4000年后,它们俩将几乎重合,成为视觉上的双星。当然了,只是视觉上而已。马腹一远在390光年之外,比南门二远了将近一百倍。

而在西边不远处,是壮观的南十字星座,两颗一等星和两颗二等星组成了巨大的十字架。它们六颗星挤在比猎户座的范围还要小的天区里,实在是过于显眼了。而其中最亮的那颗,就是南门二啦。

南门二和南十字星座的方向,有许多漂亮的星云

在一般的印象里,既然是一个恒星系统了,那里面的星星就算不是形影不离吧,至少也得是相伴相随了。然而我们的南门二系统却特立独行的很。虽然比邻星与南门二AB组成了三合星系统,但由于它们三个离我们太近了,比邻星又实在与南门二AB相隔过于遥远,这导致比邻星看上去离目视中的南门二很远,远到根本不像是在一个系统中。

在下面的图中,红圈标明的位置就是比邻星。可以看到它与南门二,马腹一组成了一个直角三角形,而比邻星就位于直角的顶点位置。在它们中间,还有许多小亮点,看上去离南门二更近,但也只是看上去而已。比邻星与南门二才是真真正正的一家人。这也算是“海内存知己,天涯若比邻”的另一种解读吧。

如果有机会看到南门二,一定要往红圈这个方向望上一眼,就约等于“看见”比邻星啦。

刘慈欣的大作《三体》中,三体人的故乡,就是南门二。大刘在小说中天马行空的描述了三体文明,而现实中,人类对于这位近邻的地外文明探索也是如火如荼的进行着。在2021年、2021年和2022年,三颗比邻星的行星被发现,并分别被命名为Proxima Centauri b、c和d。它们是离地球最近的系外行星。其中,比邻星b位于恒星的宜居带上,并且是一颗与地球一样的类地行星。质量是地球的1.27倍以上,公转一周只需要11.2天。由于轨道很靠近母星,很可能被潮汐锁定了,也就是永远只有一面朝向比邻星,没有早晚,也没有季节之分。天文学家推测,它有很大的可能性存在液态水。

但若是就此断定上面有智慧生命,也有些乐观了点。虽然比邻星距离南门二AB很遥远,几乎不会受到它们的引力影响,导致混乱的三体运动问题。但比邻星是一颗耀斑恒星,时不时就会产生比太阳要强得多的耀斑爆发,辐射出超高能量的射线,将大气层吹散。在2021年的耀斑爆发中,在短短的7秒之内,整个恒星的亮度暴增了1.4万倍。而比邻星b距离母星只有0.05个天文单位,也就是地球到太阳距离的二十分之一。这么近的距离承受如此大能量的辐射,比邻星b上的严酷环境可想而知。而对于比邻星这样的耀斑恒星来说,这样的耀斑爆发非常频繁,往往几天就有一次,且毫无规律可言。

还有一点,比邻星太小太冷了,并且大部分能量辐射都在红外线波段。因此,即使离的那么近,比邻星b获得的可见光波段的能量,也只有地球的3%。而相对应的,X射线波段的辐射却是地球的400多倍。如果比邻星b上真的存在生命的话,很可能利用的并不是可见光,而是X射线等红外波段的射线。这意味着那会是与我们完全不同的生命形式。

三体问题是著名的数学难题,三颗恒星互相围绕旋转时,会因为彼此引力的影响,导致运动轨迹毫无规律。这对于周围的行星上的生命是致命的。大刘想象中的三体星人,就生活在这样的环境中,因而经历了几百次文明毁灭

在大刘的另一部大作《流浪地球》中,晚年的太阳演变成了红巨星,已经变得不再适合人类生存。为了应对随时发生的氦闪,人类决定带上地球,出发前往4.3光年之外的比邻星。大刘的想象很丰满,可是现实很骨感。比邻星根本就不适合人类生存。

南门二AB的环境倒是可以考虑一下,但是这两颗恒星跟太阳寿命差不多,还比太阳要老一点,等太阳变成红巨星的时候,大一点的南门二 A 早在十几亿年前就走完了主序星和红巨星生涯,变成了一颗白矮星。而南门二 B 也垂垂老矣,没几亿年可活了。看来,地球流浪的计划还是要再好好规划一下。好在我们还有40多亿年的时间,可以慢慢考虑呢(微笑~)


2021年4月,位于澳大利亚的帕克斯天文台接收到了一组比邻星发来的无线电信号,这个信号属于特高频,目前还没有已知的自然现象可以产生这样的信号。这为地外文明的寻找打了一剂强心针,世界各地的天文爱好者都沸腾了,纷纷开始畅想与外星人的沟通交流。但是严谨的天文学家们,对此依然抱有谨慎的态度,由于并没有再接收到类似信号,这很可能只是个来自地球的干扰信号而已。天文台表示,会进一步分析信号的来源,我们还是继续期待着未来的新发现吧。

最近,霍金参与提出的"突破摄星"计划又被媒体炒热。虽然所谓的速度达到光速五分之一的光帆飞船还仅存在于PPT中,与真正实现之间还隔着非常遥远的距离,但只要人类探索宇宙的脚步不停歇,终有一天,我们会飞出太阳系,去往更广阔的地方。正如霍金所说:“什么是让人类独一无二的品质?在我看来,超越极限是我们独有的品质。今天,我们迈出了驶向宇宙的又一大步,因为我们是人类,我们的本质就是飞翔。”

我们的目标,永远是星辰大海。

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