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可怕的比鄰星:7秒之內,亮度暴增1.4萬倍,那裡的生命得倒楣了?
2022/03/10
2022/03/10

比鄰星(Proxima Centauri)在天空中位于半人馬座,與地球的距離約為4.22光年,作為距離地球最近的恒星,比鄰星也理所當然地受到了我們人類的重點關注。

比鄰星附近有沒有生命存在?

已知的觀測資料表明,比鄰星擁有三顆行星,分別為比鄰星b(Proxima b)、比鄰星c(Proxima c)和比鄰星d(Proxima d),由于比鄰星c距離主恒星太遠,比鄰星d則距離主恒星太近,因此這兩顆行星都被認為不適合生命生存。

比鄰星b則是一顆只比地球略大一點的岩石行星,其質量約為地球的1.17倍,直徑為地球的1.07(±0.35)倍,並且還剛好位于主恒星的宜居帶中,這就意味著,水能夠以液態的形式存在于比鄰星b的行星表面。由于液態水是支持生命活動的物質基礎,所以我們並不能排除比鄰星b存在生命的可能性。

然而我們也不用把比鄰星b的自然環境想象得太好,因為與我們的太陽相比,比鄰星對生命的「友好程度」可就低得多了。

可怕的比鄰星:7秒之內,亮度暴增1.4萬倍

比鄰星是一顆紅矮星,其質量約為太陽的12%,直徑約為太陽的15%,儘管它的「個頭」比太陽小,但它的「脾氣」卻比太陽大很多,根據科學家的觀測,比鄰星的表面會經常出現巨大的耀斑,而有些耀斑的威力甚至遠遠地超過了太陽的耀斑。

早在2016年3月,科學家就觀測到比鄰星的亮度在10多秒之內就增強了大約1000倍,這種水準的耀斑已經非常高了,而在2019年5月,比鄰星表面出現的一個超級耀斑更是令人吃驚。

此次觀測使用了包括哈勃太空望遠鏡、淩星系外行星巡天望遠鏡在內的多種觀測設備,在對比鄰星進行的大約40個小時的持續觀測中,科學家發現了這個超級耀斑,觀測資料顯示,在7秒之內,比鄰星的亮度就暴增1.4萬倍(紫外線波段),這大概相當于人類有記載以來最大太陽耀斑的100倍。

需要知道的是,因為比鄰星的平均功率比太陽低很多,所以它的宜居帶也比太陽系更接近主恒星,實際上,我們前面所講的比鄰星b與主恒星的平均距離僅有0.05天文單位。

相比之下,太陽系中距離太陽最近的行星——水星,其離太陽最近的距離也有大約0.3天文單位,即使是這種距離,水星向陽面的平均溫度也可以高達400多攝氏度,最高甚至可以達到520攝氏度。

也就是說,比鄰星b在此次超級耀斑事件中的遭遇,大概相當于將水星與太陽的距離縮小為原本最近距離的6分之1,然後讓它承受已知最大太陽耀斑100倍的能量輸出,儘管這個過程在短短的7鐘之內就結束了,但其造成的後果依然是可怕的。

可以想象的是,在巨大的能量釋放中,比鄰星b的表面溫度將會急劇上升,進而導致其行星表面化為焦土,如果在比鄰星b上真的存在生命的話,那麼那裡的生命就得倒楣了,或許只有在遠離這顆行星表面的區域中(如地下或者海洋深處),生命才可能逃過這一劫。

為什麼比鄰星的耀斑會如此可怕?

恒星的耀斑其實就是恒星表面局部磁場的能量釋放,隨著恒星表面物質的運動,局部磁場的磁力線就會發生扭曲,這被稱為「磁扭纏」,當扭曲程度達到極限時,磁力線就會斷裂,進而釋放出大量的能量。

從整體上來講,恒星表面的物質狀態越不穩定,其表面局部磁場就越復雜,儲存的能量就越多,當磁力線斷裂時,其釋放出來的能量就更多,形成的耀斑也就更大。

如上圖所示,太陽擁有一個輻射層,其厚度大約佔據了太陽半徑的61%,在這個區域中充斥著由太陽核心產生的各種電磁輻射和粒子流,這會阻止太陽核心反應區之外的物質通過對流的方式進入太陽核心,因此太陽表面的物質狀態通常都較為穩定,其表面耀斑的出現頻率以及威力就相對較低。

實際上,只有當恒星的質量足夠大時,其內部才會存在輻射層,而像比鄰星這樣質量很小的紅矮星,其實是沒有(或者幾乎沒有)輻射層的,如此一來,比鄰星核心的物質就會與外層的物質直接進行對流,從而造成其表面的物質狀態很不穩定,與太陽相比,它表面耀斑的出現頻率以及威力就要高得多了。

總而言之,假如比鄰星附近真的有生命存在,那它們應該過得很辛苦,時不時就得倒楣一次,相對而言,我們地球上的生命就要幸運得多,畢竟太陽對我們一直很「溫柔」。

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