比鄰星(Proxima Centauri)距離太陽大約4.22光年,是已知宇宙中距離太陽最近的一顆恒星,它也因此成為了我們人類重點關注的對象之一,在2016年的時候,科學家有了一個重大發現——在這顆恒星附近,運行著一顆與地球類似的巖石行星——“比鄰星b”(Proxima Centauri b)。
生命星球?
觀測數據表明,“比鄰星b”的質量約為地球的1.17倍,半徑約為地球的1.07倍,與比鄰星的平均距離約為0.05個天文單位,公轉周期大約為11.2個地球日。
由于比鄰星是一顆比太陽小得多的紅矮星,其釋放的能量遠低于太陽,因此它的宜居帶就比太陽近得多,而0.05個天文單位的距離,就正好位于其宜居帶之內,所以從理論上來講,“比鄰星b”的表面溫度允許液態水大量存在,并因此具備了孕育出生命的可能。
那么,“比鄰星b”會不會也像地球一樣,是一顆生機勃勃的星球呢?這個問題的答案很可能是否定的,因為近些年來的研究表明,比鄰星表面頻繁出現的超級耀斑,會使得“比鄰星b”上的自然環境極為惡劣,遠遠無法與地球相比。
恐怖的比鄰星
簡單來講,耀斑是恒星表面的一種能量劇烈釋放的現象,它們會在短時間內爆發,釋放出大量電磁輻射和帶電粒子,在此過程中,恒星亮度會突然增強,尤其在紫外線波段最為顯著。
在過去的日子里,科學家曾多次對比鄰星進行長時間的持續觀測,結果表明,比鄰星表面出現耀斑的頻率比太陽更高,并且其強度普遍都比常見的太陽耀斑強得多,而一些超級耀斑,其釋放出的能量更是恐怖。
其中最強的耀斑發生在2019年5月1日,當時科學家進行了一次持續約40小時的多波段聯合觀測,在這次觀測中,科學家記錄到一次超級耀斑——在短短的7秒之內,比鄰星在紫外線波段的亮度就暴增了1.4萬倍。
這是什么概念呢?這樣說吧,根據科學家的估算,這次超級耀斑的強度,大概是已知強度最高的太陽耀斑的100倍。
要知道“比鄰星b”距離比鄰星只有0.05個天文單位,這大概只相當于太陽系中水星與太陽的平均距離的6分之1。所以在此次事件中,“比鄰星b”的遭遇,就相當于將水星與太陽的距離縮短到原來的6分之1,然后太陽向水星施加了100倍于其最強耀斑的能量輸出。
所以我們不難想象,如此巨大的能量,將會使比鄰星b的表面溫度急劇上升,以至于在短時間之內,其行星表面就會化為焦土。
比鄰星的耀斑為什么會如此恐怖呢?
恒星耀斑本質上是恒星表面局部磁場劇烈重構過程中釋放的能量爆發,所以恒星表層物質的運動狀態越不穩定,其局部磁場結構就越復雜,積聚的能量也更多,能量積聚速度也更快,一旦爆發,釋放的能量也越大,對應的耀斑強度也越高。
像太陽這樣的中等質量恒星,核心的核聚變反應相對較強,其產生的能量會形成一個厚厚的“輻射層”,這可以有效地阻止其外層的物質通過對流的方式進入其核心,在這種情況下,太陽表面的物質活動就比較穩定,因此其產生的耀斑通常都不是很強,頻率也相對較低。
然而對于像比鄰星這樣的小質量恒星來講,它們核心的核聚變反應就要弱得多,以至于其產生的能量不足以形成“輻射層”,而這也就意味著,在比鄰星的外層與核心之間,物質可以進行大規模的對流。
如此一來,就會讓比鄰星的表面的物質活動長期處于一種高度活躍的不穩定狀態,也正是因為如此,它的耀斑才會比太陽更加頻繁且強大得多。
尾聲
根據已知觀測數據的估算,比鄰星發生超級耀斑的頻率,大約為每年3至5次,據此我們不難想象出“比鄰星b”的自然環境有多惡劣,所以僅從這方面來看,它就不可能像地球一樣,成為一顆生機勃勃的星球。
當然了,我們也不能完全排除這顆行星存在生命的可能。可以想象的是,如果那里真有生命,那它們就將面臨著一次又一次的極限考驗,或許只有遠離行星表面的地下或者海洋深處,才可以成為它們的家園。不得不說,還是我們地球好啊,你覺得呢?
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