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若地球真的要去流浪,人類該投奔哪顆恒星?比鄰星并不是最佳選擇

 魅力科學君 2023-01-31 發(fā)布于四川

在科幻電影《流浪地球》中,太陽的異常變動導(dǎo)致了太陽系將很快不再宜居,為了在宇宙中生存下去,人類啟動了“流浪地球”計劃,在該計劃中,人類傾盡合力在地球上建造了數(shù)以萬計的行星發(fā)動機,并以此來推動地球離開太陽系,進而前往距離太陽最近的恒星——比鄰星。

那么問題就來了,在未來的某一天,若地球真的要去流浪,人類該投奔哪顆恒星呢?

人類帶著地球去流浪,最終目的是讓地球泊入某顆恒星的宜居帶之中。觀測數(shù)據(jù)表明,比鄰星是一顆黯淡的紅矮星,其表面溫度約為2992K,光度僅僅只有太陽的0.16%左右,這就意味著,比鄰星的宜居帶距離恒星非常近,這距離近了,恒星的引力影響就會變大,所以如果地球運行在比鄰星的宜居帶中,很快就會被潮汐鎖定。

在潮汐鎖定的情況下,地球的一面將一直朝向比鄰星,另一面則始終處于黑暗之中,如此一來,地球就會變成一個“一半冰、一半火”的嚴酷世界,只有在“冰”與“火”交界的狹窄區(qū)域才可能具備適合生命生存的自然條件。

除此之外,紅矮星的“脾氣”通常都很“暴躁”,比鄰星也不例外,根據(jù)科學家的觀測,比鄰星表面的耀斑爆發(fā)事件比太陽頻繁得多,也強大得多。

當耀斑爆發(fā)時,比鄰星會在短時間內(nèi)釋放出猛烈的X射線以及高速帶電粒子流,這不僅會對生命形成致命的威脅,還會對人類的電子設(shè)備產(chǎn)生毀滅性的影響。

顯而易見的是,這并不是人類期待的世界,所以如果地球真的要去流浪,比鄰星并不是最佳選擇。既然如此,那人類應(yīng)該投奔哪顆恒星呢?

總的來講,目標恒星應(yīng)該至少具備5個條件:1、它與太陽之間的距離不能太遠;2、它沒有伴星,因為雙星系統(tǒng)中的行星很難穩(wěn)定地運行;3、它不會對其宜居帶內(nèi)的行星形成潮汐鎖定;4、它的“脾氣”應(yīng)該很“溫柔”;5、它的“壽命”應(yīng)該足夠長。

幸運的是,在太陽系附近的宇宙空間中,確實有一顆恒星能夠同時滿足這5個條件,這顆恒星就是“天苑四”(ε Eridani)。

“天苑四”在天空中位于波江座方向,距離太陽約為10.5光年,對于有能力帶著地球去流浪的人類來講,這種距離并不算太遠,只不過需要的時間更長一些而已,畢竟比鄰星與太陽的距離也有大約4.22光年。

“天苑四”是一顆比太陽略小的橙矮星,并不存在伴星,其表面溫度約為5084K,光度約為太陽的34%,盡管這會使得它的宜居帶比太陽更靠內(nèi),但這樣的距離也足夠遠了,假如地球運行在它的宜居帶中,基本上不用考慮潮汐鎖定的問題。

正如我們所知,恒星釋放出的能量來自其核心的核聚變反應(yīng),恒星的質(zhì)量越大,其核心的核聚變就越激烈,反之亦然。

比鄰星的“脾氣”之所以會很“暴躁”,最主要的原因就是它的質(zhì)量太小,大概只有太陽的12%,在這種情況下,它核心的核聚變反應(yīng)釋放出的能量就相對較弱,以至于無法阻止其外層與核心反應(yīng)區(qū)的物質(zhì)形成對流,如此一來,其表面就會頻繁地出現(xiàn)大規(guī)模的耀斑。

另一方面來講,如果恒星的質(zhì)量過大,其核心的核聚變就會非常激烈,它們的“脾氣”當然也好不到哪里去。

只有那些質(zhì)量既不太大、也不太小的恒星,其“脾氣”才可能會很“溫柔”,因為它們核心的核聚變反應(yīng)既不太強,也不太弱,剛好可以形成一個穩(wěn)定的“輻射層”,這就可以有效地阻止其外層物質(zhì)進入核心反應(yīng)區(qū)。

實際上,太陽就是這樣一顆恒星,“天苑四”也同樣如此,它的質(zhì)量約為太陽的82%,根據(jù)已知的恒星模型可以推測出,它的內(nèi)部也有一個穩(wěn)定的“輻射層”,實際上,多年來的觀測數(shù)據(jù)也表明,這顆恒星的表面并不存在明顯的耀斑現(xiàn)象,所以我們可以認為,它的“脾氣”是很“溫柔”的。

那“天苑四”的“壽命”是否足夠長呢?答案是肯定的,科學家告訴我們,恒星的“壽命”與其質(zhì)量的2.5至3次方成反比,而太陽的“壽命”大約為100億年,據(jù)此我們就可以計算出,“天苑四”的“壽命”至少有164億年,比太陽長得多。

根據(jù)科學家的估算,“天苑四”的年齡只有4億至8億年,也就是說,它是一顆非?!澳贻p”的恒星,與之相比,雖然太陽的“壽命”有100億年,但是太陽存在的時間已經(jīng)有大約46億年了,由此可見,對于人類而言,“天苑四”余下的“壽命”完全可以算是足夠長了。

(↑來自“數(shù)字巡天“項目的“天苑四”影像)

綜上所述可知,若地球真的要去流浪,比鄰星并不是最佳選擇,相對而言,人類更應(yīng)該去投奔“天苑四”。


好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見。

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