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距離地球才8.6光年的天狼星,存在宜居行星嗎?

我們常說的天狼星,其實指的是天狼星A,這顆恒星本身的光度比太陽高了25倍,但由於距離地球8.6光年,因此在地球上它遠沒有我們的太陽這麽壯觀。

但是它確是夜晚中全天最亮的恒星,比第二亮的老人星(船底座α星)還要亮兩倍,雖然天狼星自己能發光,它的亮度還是沒有我們太陽系中的壹些靠反射太陽光的行星亮。

例如它的亮度會弱於月球、金星、木星,而且有時水星和火星的亮度也會超過天狼星A的亮度,這說明除了天體本身的亮度以外,距離是壹個天體看起來亮不亮的關鍵因素,因為天體的光度會隨著距離的平方成反比。

其實不僅是有人懷疑天狼星中存在宜居行星,還有傳言猜測在天狼星的系統中存在智慧生命,人類稱他們為天狼星人,並且它們還來過地球?那麽這個傳言是怎麽來的呢?

因為在非洲有壹個古老的多貢部落,這個部落的人掌握著與它們科學水平和認知不符的天文知識,例如:它們在很久以前就知道了在天狼星A附近還存在著壹顆肉眼看不到的恒星,它們並沒有先進的望遠鏡是如何知道天狼星B的存在呢?

不僅如此,多貢人還記載,在天狼星的系統中還存在第三顆恒星。不過我們至今也沒有發現這顆恒星在哪,因此就有人猜測多貢人之所以知道這麽多,是因為天狼星人曾經造訪過地球,並向他們傳授了壹些天文知識。

那麽依據我們現在對天狼星系統的了解,來分析下,在天狼星系統中是否有存在宜居行星的可能,或者說傳說中的天狼星人是否真的存在?

天狼星系統

根據我們現在對天狼星系統的了解,我們知道這個系統中存在壹對雙星,其中肉眼可見的是天狼星A,那顆肉眼不可見的是天狼星B。

其中天狼星A是壹顆2.063倍太陽質量的、富含金屬的恒星,體積比太陽略大壹些,其表面溫度大約是太陽的兩倍,達到了9940K,發出藍白色的光芒,是壹個A級藍矮星。其宜居帶的範圍大約為2-5個天文單位。

目前的天狼星A處在主序星階段,大部分能量是通過C-N-O的循環來消耗氫元素制造氦-4,而通過質子-質子鏈的聚變生成氦-4的過程只提供了壹小部分能量。

例如像我們太陽這樣質量的恒星,其只要能量就來自於質子-質子鏈的聚變,C-N-O循環生成的能量只占太陽能量的1.7%。

天狼星A目前的壽命為3億歲,根據其質量的預測,天狼星A在10億年後,核心會耗盡氫燃料,膨脹為壹顆紅巨星,最後在其核心會留下壹顆白矮星。

天狼星B為天狼星A的伴星,是壹顆1.018倍太陽質量、體積同地球大小的白矮星,表面溫度25000K,它是壹顆恒星死亡後的殘骸,這說明天狼星B的前身是壹顆質量很大的恒星,據估計達到了太陽質量的5倍,這也就解釋為何天狼星B為何死的這麽早。

天狼星A和B互相環繞運行,之間的距離為20個天文單位,軌道周期大約為50年,偏心率大約為0.5,質心距離地球8.6光年。

天狼星系統中會存在智慧生命嗎?

想要存在智慧生命必須要有行星的存在,生命不可能生活在恒星上!8.6光年的距離其實也不是很遠,至少對宇宙的範圍來說。

由於行星本身不發光,所以探測起來十分的困難,不能直接觀測,只有通過間接的手段來發現。

目前我們人類尋找地外行星的手段壹般都是通過行星淩日法、視向速度法、以及微引力透鏡。這些手段都是間接的觀察可能存在的行星對主恒星運動、以及恒星光的影響。

這些方法存在很大的局限性,例如,行星質量要是很小,並且離主恒星很遠的話,那麽它對恒星光、以及恒星運動的影響就會無法觀測到,更重要的壹點是,我們想要看到地外行星對它們主恒星的影響,就必須讓主恒星、行星和地球保持在壹條直線上,這就造成了很多的行星我們是無法發現的。

因此我們目前發現的行星要麽是質量很大,要麽是距離母恒星距離很近,像地球或者質量小於地球這樣的行星壹般很難發現。

因此我們現在沒有發現天狼星系統存在行星,不壹定代表人家沒有。下面我們就假設在天狼星系統中存在宜居行星,看下那裏能否存在智慧生命?

首先阻礙智慧生命出現的最大因素就是,天狼星系統十分年輕,只有3億歲。而相比太陽系的年齡差得遠,並且以我們地球上智慧生命出現的時間尺度來看,天狼星上也不可能進化出文明,如果真的有生命的話,最多也就是像地球壹開始的原始生命。

並且主恒星天狼星由於核聚變更加猛烈,會發出強烈的紫外線,直接在紫外線的照射下陸地上是不可能存在生命的,生命存在唯壹的家園只有深海區域,在哪裏生命可以躲避紫外線的侵害,海底的熱液噴口可以維持生命所必須的能量。

但是這樣的生命未來能否進化出智慧,我們不得而知,但是我們知道的是,就算它們可以進化出智慧,也不會活的太久,因為天狼星的壽命也就短短的10億年,到時候不論存在什麽生命,都會跟隨恒星的死亡而滅絕。

除了天狼星A以外,還有天狼星B,這顆恒星在很久以前膨脹成為了紅巨星,最後演化成了行星狀星雲而死亡,在這個過程中恒星會向外噴發大量的高能粒子,如果當時在天狼星系統中存在生命,那麽天狼星B的死亡也會造成生命大滅絕。

因此我們目前認為,在天狼星系統中很難演化出智慧生命,如果真的存在天狼星人,它們日常活動所發出的無線電波也早應該被我們人類接受到了,畢竟8.6光年並不是很遙遠。

至於多貢人記載的天狼星C,我們目前並沒有發現,也許這顆恒星是距離天狼星雙星系統十分遙遠的褐矮星,在十分長的周期軌道上繞著天狼星系統運行,這也是有可能的。

畢竟像褐矮星這樣不發光的失敗恒星,很難觀測,也許在我們太陽系的附近也存在壹顆褐矮星,這也是有可能的。不過天狼星人基本沒有存在的可能。

天狼星是太陽系附近的恒星,距離我們大約8.6光年。通過口徑較大的天文望遠鏡可以分辨出,天狼星是壹個包含兩顆恒星的雙星系統,其中天狼星A是壹顆肉眼可見的主序星,而天狼星B是壹顆已經到了恒星最後階段的白矮星。

迄今為止,天文學家已經找到了超過4000顆的系外行星,其中有些可能處在所在恒星系統的宜居帶中,例如,離我們最近的比鄰星b(4.2光年)就是這樣壹顆潛在的宜居行星。不過,天文學家目前還未曾在天狼星雙星系統中發現行星。

想要找到系外行星並非容易,因為天文望遠鏡的口徑非常有限,難以直接分辨出遙遠的系外行星。目前尋找系外行星的方法大都是依賴於間接方法,例如,淩日法、視向速度法、微引力透鏡法。

然而,通過上述間接方法來找到系外行星有壹個前提,那就是需要地球、系外行星及其母恒星幾乎處在同壹條直線上。只有這樣,我們才能在地球上觀測到系外行星對母恒星產生的影響,從而間接地確認系外行星的存在。

根據此前的預估,平均每顆恒星擁有壹顆行星。倘若天狼星A或者B的周圍存在行星,但地球沒有處在它們的公轉軌道平面附近,我們將無法觀測到它們。當然還有壹種可能,天狼星A和B的周圍根本就沒有行星,以至於我們壹直沒有觀測到。

另外,根據地球的情況來推測,如果天狼星B的周圍存在行星,那麽,它們肯定是不宜居的。因為天狼星B在大約1億年前膨脹成紅巨星,隨後演化為白矮星,這壹過程將會摧毀任何宜居的行星。

如果天狼星A的周圍存在行星,那麽,只有與天狼星A相距大約為5.04天文單位的行星,才有可能像地球那樣表面存在液態水。因為天狼星A的光度是太陽的25.4,所以它的宜居帶要比地球軌道半徑更靠外側。只有這樣,行星才會接收到適當的熱量用於維持表面的液態水。

不過,天狼星A宜居帶中可能存在的行星基本上也不可能是宜居的。天狼星B的前身恒星質量約為太陽的5倍,光度約為太陽的420倍(質量越大的行星,光度越高,壽命越短),這意味著它的宜居帶距其大約20.5天文單位。然而,天狼星A和天狼星B的最近距離僅為8天文單位,再加上天狼星B晚年膨脹成紅巨星之後會變得非常熱,這會導致天狼星A宜居帶中可能存在的行星變得過熱,而不像地球那樣宜居。

當然,外星生命不壹定只能在類似地球的星球上孕育出來。如果天狼星雙星系統中存在行星,那裏的特殊環境或許會誕生完全不同於我們的外星生命。

距離地球才8.6光年的天狼星,存在宜居行星嗎?

天狼星是距離最球較近、在夜空中最為明亮的壹顆恒星了,自古以來,人們用肉眼就很容易觀測到天狼星的存在,在我國古代它被作為二十八星宿之壹,由於它太過於明亮,古代很多國家和地區將其與太陽並列,認為它所發出的光線與太陽壹起,會加劇地面的熱量提升,因此也被冠以“熱星”、“犬日”等稱謂。非洲多貢人還壹直流傳著壹個傳說,那就是它們來源於天狼星中的壹個行星上,這無疑增加了天狼星的神秘色彩。那麽,天狼星這個恒星系統中到底有沒有可能存在宜居行星呢?

宜居行星的基本條件

隨著100多年來天文觀測和深空探測技術的迅速發展,人類對於太陽系內包括地外星系的 探索 領域也逐漸拓寬,很多距離地球較近的其它恒星系統逐漸映入了人們的眼簾,比如距離地球4.2光年的比鄰星、距離地球4.3光年的半人馬座南門二a星、距離地球6光年的巴納德星、距離地球8.6光年的天狼星等等,由於距離較近,科學家們應用天文望遠鏡比較容易能夠觀測到這些恒星系統中的天體基本運行情況,其中搜索類地宜居行星也成為天文觀測的其中壹項重要內容,從目前的情況來看,在比鄰星系統內發現了處於宜居帶內的壹顆巖質行星,不過後來深入觀測發現比鄰星現在處於超級耀斑爆發的集中期,這顆巖質行星產生生命的概率幾乎沒有。

從地球上生命的誕生和演化過程,我們可以推測出能夠保障碳基生命形成的行星條件,至少要包括以下條件:

觀測行星的方法

由於行星本身並不發光,所以我們很難應用肉眼或者天文望遠鏡,直接在已知遙遠的恒星周圍來尋找系外行星。在太陽系以外,科學家們通常根據行星和恒星的相對位置變化,所引發的相應光線傳輸、引力波動等方面的變動,來判斷恒星系統內是否具有行星以及行星的運動規律。目前,天文學家在探測太陽系以外的行星時,主要運用行星淩日法、引力透鏡法、視向速度法等。

不過可惜的是,通過多年的持續觀測,科學家們無論通過哪種方法,都沒有在天狼星系統中發現有行星存在的證據,別說宜居行星了,就連行星可能根本就不存在。

天狼星系統內沒有發現行星的原因分析

根據科學們的觀測,天狼星實際上是壹個雙星系統,其中主星天狼星A是壹顆質量為太陽質量1.8倍、亮度是太陽23倍的藍矮星,表面溫度比太陽要高出很多,可以達到1萬攝氏度。伴星天狼星B是壹顆質量與太陽相當、體積為地球大小的白矮星。兩顆恒星圍繞著***同的質心運動,其轉動周期約為50年。從這個雙星系統的運動特征以及兩顆恒星的主要特點,我們可以看到其不利於形成行星的主要因素有:

壹是行星軌道的不穩定性。 根據天狼雙星的運動軌道,其偏心率為0.59左右,表明兩顆恒星的距離變化頻率和幅度非常明顯。如果系統內存在恒星的話,其運行軌道也必須擁有和它們壹致的偏心率,顯然這種程度的偏心率對於行星來說是極其不穩定的,可以等同於壹個小型的三體系統,在這種情況下,行星極容易被吸進恒星內或者被甩出系統之外。

二是與恒星的距離不穩定。 如果有圍繞雙星系統運行的行星,那麽在兩顆恒星距離不斷變化、自身運行軌道的不確定性等因素的影響之下,行星與恒星的距離變化也會非常劇烈,不能保障行星壹直處於宜居帶之內,因此該系統內不可能存在宜居行星。

三是 歷史 因素的影響。 天狼星B現在是壹顆白矮星,以現有質量推算,說明它之前經歷過紅巨星的爆發階段,那時候的質量應該是現在的5倍左右。所以,即使在1億年之前這個恒星系統內存在過行星,也會在天狼星B處於紅巨星時被烤焦,然後在紅巨星坍縮時被反彈釋放出的大量物質吹跑。

基於以上條件,天狼星雙星系統中存在行星的可能性非常小,因此也談不上宜居行星了,這也是為什麽這麽多年來科學家們始終沒有在系統中發現行星的原因。

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