行星-c与地球：比邻星b的轨道是什么样的

不过，作为纯粹的猜测，它是一颗岩石行星的概率确实比较高。 根据经验，直径不超过地球 1.5 倍的行星通常是岩石行星而不是气态行星。 如果岩石的成分与地球相似，则该规则对应的质量为4.5个地球，大于2.6个地球。 但这仍然是猜测，它只是给出了乐观的理由，而不是真正的基础。

我们只知道它的轨道位置

不知道气氛

比邻星b位于“宜居带”，这意味着它接收到的光和热与地球没有太大区别。 它距离比邻星非常近，但比邻星本身是一颗非常弱的红矮星。 总而言之，比邻星 b 接收到的光和热是地球的三分之二：一个相当不错的数字。

问题是，决定行星表面温度的不仅是它的位置，还有它的大气层的成分。 我们对比邻星 b 的大气层一无所知。

换句话说逃出地球，“宜居带”是一个不好的术语； 位于此处的行星不会自动变得“适宜居住”。

832c 行星和地球

图片来源：

2014年，人们发现了一颗距离我们仅16光年的行星832c（也引发了当时的媒体狂热）。 它的位置就在宜居区内。 然而，这颗行星有一个致命的问题：它的质量是地球的五倍。 有了这样的质量，它可以吸引非常稠密的大气层。 即使它的大气层成分与地球相同，但其中的温室气体也足以引起强烈的温室效应，足以蒸发掉所有的水，变成类似于金星的东西（谁都不应该认为金星是宜居的，人类发射的进入金星大气层的探测器很少能幸存）。

我们只知道观察到的信号

我不知道它是否真的存在

那些记忆力好的人可能会觉得这些有关比邻星的新闻很熟悉。 你说得对：2012年，在半人马座阿尔法星B周围“发现”了一颗地球大小的行星。（半人马座阿尔法星是一个三星级系统，分别称为A、B、C，C就是这次的主角比邻星。 ）然而，随后的数据分析表明这是一个信号伪影，因此该发现被撤回。

半人马座阿尔法星

图片来源：

这种乌龙并不常见，但也很正常。 毕竟行星相比恒星来说很小，能够带来的扰动也很小； 而且扰动的种类不止一种，包括耀斑、太阳黑子等。比邻星是一颗红矮星，红矮星以巨大的耀斑而闻名——一些超级耀斑甚至可以在几分钟内将亮度提高一倍。 （这也导致比邻星b受到数百倍于地球的X射线轰击，如果没有磁场的保护，它的大气层会很快被剥离；但我们暂时不讨论这个问题.)

比邻星 b 的数据看起来不错，有理由乐观； 然而，这毕竟是一颗红矮星，仍然需要其他独立观测来最终排除错误信号。 但当欧洲极大望远镜建成后，我们就能直接看到它，我们就能毫无疑问地确定它的存在。

事实上，到那时我们或许就能解决上述三个问题了。 毕竟，比邻星距离我们太近了，它将是我们真正了解的第一颗外行星。 这里让我们乐观一点，假设这些点暂时都不是问题——那么接下来的问题就是，如何才能真正适合生存。

外星太阳生存手册

这是用普通单反相机长时间曝光叠加得到的半人马座星空。 左边的明亮恒星是半人马座阿尔法星 A 和 B。它们距离非常近，以至于形成了肉眼和小型望远镜无法区分的单个亮点。 右边最亮的星星是半人马座β。 虽然比邻星（又名半人马座阿尔法星C）由于重力的原因被包含在半人马座阿尔法星中，但实际上它距离AB还有一点距离：图中红色圈出的地方。 /

比邻星b和地球最大的区别在于它们的太阳：它们的过去完全不同，它们的未来也不会相同。 我们的太阳是一颗明亮、慵懒的黄色恒星。 在接下来的50亿年左右的时间里，它将逐渐转变为一颗猛烈的红巨星，吞噬地球轨道。 比邻星则不同。 它是一颗焦灼的红矮星，重量只有太阳的1/10，亮度也只有太阳的1/700。 它将与比邻星b再做4万亿年的好伙伴。

尽管比邻星实际上比太阳小得多，但由于距离太阳很近，比邻星在新发现的行星中看起来是从地球上看太阳大小的三倍。 图片来源：ESO/G。

地球的诞生大约经历了一亿年和无数次的碰撞。 当太阳最终成形时，已经进入稳定期，也就是所谓的“主序”：由内而外的热压和由外而内的重力达到了平衡。 。 然而，比邻星 b 的形成速度可能比地球快得多，也许只需要几百万年； 相比之下，太阳花了数亿年才进入主序带。 在这数亿年里，比邻星比现在明亮得多。 随着它逐渐定居下来，它的宜居带逐渐向内缩小，最终覆盖了比邻星b的轨道。 换句话说，比邻星b在不适宜居住的地带的一个没有生命的炎热轨道上度过了大约一到二十亿年！

把一颗岩石行星放在这样的轨道上烘烤，一颗本来可以像地球一样孕育生命的行星可能会变得像金星一样干燥荒凉。 b是否也有过这样的经历呢？

Sean 团队进行的一项研究模拟了这一过程：在进入宜居带之前， b可能已经蒸发了1“地球的水”（即地球表面所有水的总和）。 数量）。 但它的地幔中也可能有像地球一样的备用水源。 地表下大约有0.3-10个“地球水”储量。 如果我们的整个海洋突然转移到太空中，来自火山的气体可能会取代一些失去的水。

图片翻译自：

但我们首先不知道这个星球上有多少水，因为我们不知道整个星系是如何形成的。 比邻星一开始可能比地球更干燥，也可能比地球更湿润，或者差不多。 它的表面最初可能有两部分水，最后只剩下一部分； 它最初可能有 100 个零件，最终有 99 个零件； 一开始可能只有一半，最后就干了。 我们无从得知。

但讨论必须继续下去，假设比邻星b在进入宜居带时仍然有一些水和大气。 那么这个星球的气候会是什么样的呢？

的团队使用了一系列比邻星 b 的 3D 模拟来探索在不同条件下可能发生的情况。 结果多种多样， b 上可能会出现多种气候，这完全取决于至少三个因素：地表水量、大气中温室气体含量（在我们的模拟中均被视为二氧化碳） ，以及行星的自转。

地球自转速度非常快，您可能会注意到。 地球绕太阳旋转一周，地球自转 365 圈。 比邻星 b 则不同。 它离太阳太近，潮汐力使得比邻星b的自转只有两种可能：要么同步自转，只有一侧始终面向太阳，就像月球绕地球运行；要么同步自转，只有一侧始终面向太阳，就像月球绕地球运行一样；要么同步自转，只有一侧始终面向太阳，就像月球绕地球运行一样。 或者它的自转和公转被轨道共振锁定，每公转2周，自转3圈，就像金星绕太阳运行一样。 比邻星b的自转必定处于这两种状态之一，但我们还不知道是哪一种。

如果行星的自转是同步的，那么它的表面一定有一个热点，那里的太阳整天都明亮地照耀着。 另一个半球整天见不到阳光。 如果地球上只有少量的水——比如说，不到10米深的水遍布整个地球——那么寒冷和黑暗的一半可能会有湖泊，但太阳照射到的一半不会有液体永远不会设置。 水存在。 它将是一种“眼球星球”：白天和黑夜的半球将被清晰地分开。 但如果大气层太稀薄，水就会以冰的形式被密封在地球寒冷、黑暗的一半中。 这样的“眼球星球”会比较严酷。 如果大气层太厚怎么办？ 所有这些水都会蒸发成水蒸气并被困在大气中。

比邻星 b 的“冰眼球”版本。 在这个版本中，它拥有全球海洋和与地球的成分和厚度相似的大气层。