茫茫宇宙，如见比邻：发现4光年外的类地行星！

如果去年发现的开普勒452B是地球的大表亲，那么欧洲南方天文台今天早上宣布的这颗类地行星(图1)很可能被称为“地球的孪生兄弟”。它的名字叫“比邻星b”，质量是地球的1.3倍(开普勒452B大约是地球的5倍)。它距离我们4.23光年，可能有液态水。宇宙是巨大的，只有4光年远，它可以被称为“天堂仍然是我们的邻居”。

(图1:欧洲南方天文台举行新闻发布会)

巧合的是，正如我们居住的蓝星围绕太阳旋转一样，比邻星b的母星也围绕着比邻星半人马星旋转。半人马座比邻星是离太阳最近的恒星，只有0.12个太阳质量。这是一颗非常暗淡的红矮星。卡尔·萨根称地球为“深蓝色的点”，那么半人马座比邻星就是“深红色的点”。比邻星和两个比它强大得多的兄弟组成了一个被称为“人马座阿尔法”的三星系统(图2)。它的两个大哥是人马座阿尔法A和人马座阿尔法B，它们都接近太阳的大小，是全天第四亮的恒星。在古代中国，这两颗明亮的星星被称为“南门二号”。半人马座比邻星离我们最近，但是它的光被《南门2》遮住了。因此，直到1915年爱尔兰天文学家罗伯特·因斯才发现了暗红点。(顺便说一下，发现新行星比邻星b的计划叫做“暗红点计划”。)

(图2:左下方:半人马座A星和B星的照片；右下角:比邻星的照片)

比邻星b和半人马座比邻星之间的距离只有0.05天文单位(AU，地球和太阳之间的距离被定义为一个天文单位，约为1.5亿公里)，即地球和太阳之间距离的1/20。如果我们站在比邻星b上，我们会看到天空中有三颗明亮的星星，最近的比邻星将比我们在地球上看到的太阳大三倍。这也决定了它的公转周期非常短，只需要11.2天就能绕着它的母星完成一次自转。如果我们有机会登上这个星球，我们几乎每天都会沉浸在庆祝新年的喜悦中。如果那时我们还有3天的新年假期，我们每年只需要在比邻星工作8天。

我们不仅对发现这颗孪生兄弟行星感到兴奋，更重要的是，它恰好位于人类寄予许多希望和努力的可居住区(图4中的绿色区域)，即所谓的“金发区”。在恒星周围，有一个液态水可以存在的区域，即“可居住区”。根据目前人类对生命的理解，液态水是生命最基本的元素。对于一个能够孕育生命的行星来说，它不能离恒星太近或太远——如果太近，行星表面就会太热；太远的话，地球表面会再次过冷——由于过热和过冷，没有液态水。然而，对于不同温度的恒星来说，它们周围的可居住区域也是不同的。对外星生命的探索一直集中在每一颗主要恒星的可居住区，这也是为什么人类对火星进行了不懈而深入的探索——对于恒星太阳来说，只有地球和火星位于可居住区。

(图3:从比邻星看到的比邻星的大小和从地球看到的太阳的大小的比较)

(图4:比邻星系统中行星的比较)

尽管比邻星b上可能存在液态水，但整体环境仍可能比地球环境差得多。主要原因是尽管它的母星很暗，但它非常活跃，它的表面会有许多类似于太阳表面的突起，产生大量高能粒子。在这种情况下，它的磁场决定了它自己的命运。如果比邻星b没有强磁场，它很可能像火星一样——太阳抛出的高能粒子直接进入其大气层，导致火星大气层逃逸，最终变成贫瘠，同时产生美丽的极光。对于这颗新确认的行星，目前的观测还不足以提供这样的信息，我们还需要进一步探索和了解它的特征。2018年，韦伯红外太空望远镜将很快发射，这肯定会告诉我们更多关于这个星球的信息。也许它就像下图所示的那样美丽。

比邻星b的三星系统毗邻我们的家和银河系，所以它已经成为许多科幻小说的对象。去年获得雨果奖的中国作家刘·慈欣在他的小说《三体》中以类似的三体为背景。在流行科幻电影《星际迷航》中，也提到在这个系统中有可居住的类地行星。地球人甚至在2154年殖民了那里的行星。

在现实世界中，人类也在加快探索的步伐。今年早些时候，“红色科学网”英国物理学家霍金在新浪微博的第二天发布了一则轰动新闻——他与俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳和脸书CEO马克扎克伯格一起推出了一项名为“突破性星火”的计划。他们将制造一种由纳米材料制成的探测器，仅重约1克。他们将使用强激光在很短的时间内加速到光速的0.2倍，在大约20年内将其传送到半人马座比邻星附近，然后拍摄照片并送回地球。

(图5:左:比邻星b的想象；)

该计划将由前美国宇航局艾姆斯研究中心主任皮特·沃顿领导，由世界级科学家和工程师组成的委员会担任顾问。许多世界顶尖科学家都参与其中。纳米筏由淀粉制成，可以集成相机、光学推进器、电源、导航和通信设备以及轻型风帆。现在它已经制造了一个不到1克重的原型。目前，最大的困难可能是激光束——即使整架飞机重量很小，使其达到0.2倍光速所需的激光能量仍然很大，约为100千兆瓦，即1亿千瓦，相当于三峡五座水电站的总功率——因此，目前，“突破卫星拍摄”计划的可能性似乎相对较小。

(图6:俄罗斯大亨尤里·米尔纳手里拿着一个明星芯片。背景是光帆系统的想象图。)

然而，看看其他星球一直是人类的梦想，一个愿意并且值得更多努力的梦想。“然而，当中国维系着我们的友谊，而天堂仍然是我们的邻居时”，希望我们能早日看到我们的宇宙邻居，甚至踏上4光年之外的“孪生”土地。

幸运的是，欧洲空间组织拍摄了一部短片，从地球(暗淡的蓝点)前往比邻星b，一颗在比邻星半人马座新发现的类地行星。当我们离开地球时，我们会看到熟悉的星座，包括南十字星和半人马座，其中半人马座包括三颗星，即半人马座和阿尔法星；半人马座β星恒星和半人马座比邻星，当我们接近半人马座比邻星时，我们会看到离地球最近的系外行星比邻星b。

制作:中国科普

作品:黑洞游客队，黄阅勾立军

生产者:计算机网络信息中心