不远处的比邻星,属于一个三合星系统,它是否存在三体问题?
比邻星距离地球约4.22光年,它是已知的除太阳以外,距离地球最近的恒星。
4.22光年也就是以光速行进4.22年所经过的距离,以常识来看,这是一段非常遥远的距离,即使未来人类实现了百分之一的光速飞行,也就是每秒3000公里,也需要将近400多年的时间才能够到达,而现在的人类科技要想造出百分之一光速的宇宙飞船还只是痴人说梦。
不过从宇宙的空间尺度来讲,这个距离确实很近了,如果我们将整个银河系画在一张A4纸上,那么地球与比邻星近得几乎就像是挨在了一起一样。为什么我们总是提及比邻星呢?因为如果人类文明一直延续下去,比邻星很可能会成为我们的第二故乡,原因就在于太阳的生命周期是有限的。
太阳是地球生命赖以生存的依靠,然而作为一颗恒星,燃料耗尽,熄灭坍缩是必然会发生的。
作为一颗黄矮星,太阳的寿命约为100亿年,而今太阳已经走过了大约50亿年的岁月,而再过三四十亿年的时间,太阳便会发生氦闪,继而膨胀,最终坍缩为一颗白矮星,而随着氦闪的发生,地球生态也将被彻底摧毁,所以如果人类文明能够一直延续下去的话,在氦闪发生之前逃离太阳系是唯一的选择。
如果人类离开太阳系,那么能去哪里呢?比邻星无疑就是最佳的选择了。比邻星是距离地球最近的系外恒星,如果未来人类能够实现百分之一的光速飞行,那么花费400余年的时间就可以到达比邻星,而宇宙间其它的恒星都太过遥远,实在遥不可及。
比邻星会熄灭吗?会的,所有的恒星都会有燃尽的一日,只不过比邻星的寿命要比太阳长得多。
恒星的寿命与恒星的质量成反比,质量越大的恒星,氢核聚变就越剧烈,燃料消耗的速度就越快,所以寿命也就越短。而比邻星只不过是一颗红矮星,质量只有太阳的1/8左右,所以比邻星的寿命非常长,粗略的估计比邻星的寿命可以达到700亿年以上,是太阳寿命的七倍左右。
这也是比邻星能够成为人类第二故乡的优势所在。不过比邻星的情况要比太阳系复杂得多,在太阳系之中只有太阳这唯一的一颗恒星,所有的行星、小行星都围绕太阳有序运行。而比邻星不同,在比邻星所处的区域之中拥有三颗恒星,它们分别是比邻星、南门二甲和南门二乙。
关于南门二甲和南门二乙的命名,东西方有所差异,在西方世界,这两颗恒星被称为半人马座阿尔法星a和半人马座阿尔法星b。
也就是说比邻星和南门二甲以及南门二乙共同构成了一个三合星系统,这个系统就被称之为南门二三合星系统。既然是一个三合星系统,会不会出现三体问题呢?所谓的三体问题,简单来讲就是三颗恒星在相互的引力作用下呈现无规则的运动,当只有两颗恒星的时候,其运动轨迹是很容易计算出来的,而一旦有了三颗恒星,问题就变得极为复杂,没有办法可以精确计算出三颗恒星的运行轨迹,这就是三体问题,迄今为止,三体问题仍然是一个不可解的数学难题。
而如果三颗恒星处于一种无规则的运动状态,那么这个系统之中则很难存在长久的宜居带。
幸运的是南门二三合星系统并不存在复杂的三体问题。
南门二甲和南门二乙是两颗较大的恒星,它们的质量与太阳相仿,南门二甲的质量在太阳的1.1倍左右,而南门二乙的质量则在太阳的0.9倍左右,南门二甲和南门二乙距离较近,构成了一个稳定运行的双星系统,而比邻星与二者的距离相对较远,平均距离达到了0.21光年。
根据现有的观测和计算,比邻星应该是在外围绕行这个双星系统,绕行轨道非常长,周期大约为50万年。也就是说这整个三合星系统应该是稳定的。而比邻星也的确存在宜居带,唯一的问题是比邻星太小,宜居带距离比邻星较近,而在宜居带之上已经有了一颗比地球还大的行星,我们称之为比邻星b,而这颗行星上是否存在生命与文明,我们还一无所知。