现实宇宙中的“三体”:比邻星的前世今生

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发布日期:2017年10月11日 所属分类:天文

就在距离太阳系不到5光年的地方,有三颗恒星在相互绕转。你或许听过其中一颗恒星的名字:“比邻星(Proxima)”,这颗恒星是除了太阳之外,距离地球最近的恒星。据新浪科技近日编译外媒文章称,科学家们已经确认在这颗恒星的周围宜居带内存在一颗行星,这一消息让科学家们感到非常兴奋,因为这是在如此近的距离上的一颗系外行星,让我们不由自主联想到与生命现象有关的可能性。但一项最新研究猜测,这颗恒星可能是被“偷盗”或者“绑架”来的。

现实宇宙中的“三体”:比邻星的前世今生

“比邻星”是除太阳之外,距离地球最近的恒星。

根据英国赫特福德大学的研究人员最新发表的研究结果,这种可能性的确存在。研究人员利用计算机进行了模拟,结果显示比邻星最初诞生的时候,似乎并不是与它现在的两颗小伙伴:半人马座αA和半人马座αB在同一处。这一点可能会对围绕比邻星运行的系外行星“比邻星b”的宜居性产生影响。做一下说明:半人马座α是一颗双星,包括A和B两颗成员星。

根据本周发表在英国《皇家天文学会通报》上的文章,研究人员们指出,如果比邻星的确是被半人马座α捕获的外来恒星,那么围绕比邻星运行的系外行星:比邻星b受到半人马座α两颗恒星的影响的时间应该还不长,也就是说在那之前它都一直安静地运行在比邻星周围的宜居带中。

现实宇宙中的“三体”:比邻星的前世今生

比邻星b(Proxima Centauri B Planet,艺术想像图)与地球体积的比较。

在物理学中,有一条原则是很重要的,那就是事物在过去与将来都遵循相同的物理学规则。研究人员在进行计算机模拟研究时,便充分利用了这一原则:他们首先只模拟比邻星与半人马座α星之间的详细关系,并随后逐渐加入各种周遭的外来引力作用因素。这一过程要重复多次,以便不断剔除轨道中的不确定性,并观察在此过程中比邻星是否会被踢出去。

而如果将这一过程逆向执行,你将能够估算它过去的历史,看看比邻星是否是过去被半人马座α星捕获而来的。研究人员在计算机上模拟了该系统从70亿年前到70亿年后之间这一段漫长时期内的演化历程,结果发现在对过去的模拟中,在大约23%的情况下,比邻星被该系统踢了出去;而在对未来的模拟中,比邻星也有大约15%的机会被踢出去。这一结果让科学家们认为,比邻星的确存在着较大的可能性,在过去的某段时期之前并非其当前所处的半人马α系统的一部分。在此之前,科学家们还从未观察到此类双星系统的形成机制,但他们认为捕获可能是其中的一种潜在机制。或许比邻星与半人马座α之间的关系便是这一机制的代表作之一。

但是先别着急,关于这件事情还有更多的证据。比如在此之前科学家们一直认为比邻星与半人马座α两者之间的金属含量时比较相似的。然而最新的研究却发现这两者之间的金属含量似乎并不相同,这也暗示了两者极可能形成于不同的地方。尽管目前对于这几颗恒星金属含量的测算还存在一些不确定性,但是大部分科学家认为目前已经能够确认的差异性已经足以大到让科学家们认为比邻星与半人马座α的起源地并非同一处了。

当然,以上所提到的这项研究还只不过是基于计算机开展的模拟计算,其中存在大量的近似和不精确性。比如在这项模拟中,半人马座α被视作一颗单独的恒星,但实际上这是由A和B两颗成员星组成的双星系统。尽管在之前所做的类似研究中,其他科学家也使用过类似的简化手段,但双星系统毕竟不同于单颗恒星,其所代表的情况可能要更加复杂。并且,极有可能的情况是,由于我们对于恒星演化历史与机制还存在很多认识盲区,我们在模拟时所假设的很多预设条件或许根本就是错误的,或者不全面的,从而导致结论是错误的。不能排除这种可能性,但这就是科学逐渐曲折进步的方式。

但不管如何,我们现在明确知道的是,在比邻星旁边的宜居带内存在一个与地球相类似的系外行星。因此我们会非常关心这个系统的过往历史,因为,历史上的任何变动都有可能对这颗行星的环境造成重大影响,甚至决定了它上面有没有可能出现生命。

weinxin
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