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1、三体里都有哪些小行星：刘慈欣《三体》预言成真？半人马α星系宜居带发现行星

科幻小说中的很多内容最后都变成了现实。比如伟大的科幻小说家儒勒·凡尔纳在作品中预言了飞机、登月飞船、电力驱动的潜水艇、电视等等。二十一世纪人类最伟大的科幻小说家无疑是刘慈欣，《三体》在人类科幻小说史上具有巅峰般的地位。假如现在有人告诉你，大刘在《三体》中设想的三体文明，竟然有成真的可能性，你会怎么想？希望真有三体文明？还是不希望在黑暗的森林中碰到另一个拿猎枪的？事情要从科学家最近的一个发现说起。

刘慈欣

我们都知道，半人马α星系是距离太阳系最近的一个恒星系。这个恒星系由三颗恒星组成，组成了所谓的“三体”系统，也就是科幻小说《三体》中的三体文明所在地。这其中有两颗互相环绕的恒星，半人马αA星和半人马αB星，另外还有一颗红矮星围绕着AB二星旋转，它就是著名的比邻星。比邻星距离太阳4.24光年，是距离太阳系最近的恒星。

半人马α三星系统（中间是AB二星，外面沿黄线运行的是比邻星）

1. B两星与太阳相距4.37光年。其中A星，比太阳重10%，但比太阳亮50%，和太阳一样属于G型黄矮星；B星比太阳轻10%，但亮度只有太阳的一半，属于K型黄矮星。而比邻星质量为太阳的12%，直径是太阳的15%，归类为红矮星，在太空中只能发出暗红色的光。

太阳与半人马α三颗恒星的比较

由此可见，在半人马α星系中，A星与太阳很相似。这也是为什么大导演詹姆斯·卡梅隆的著名电影《阿凡达》，将潘多拉星球，设定为环绕A星旋转的一颗气态行星的卫星。如果地球人真的能够来这里殖民的话，半人马αA星绝对是非常合适的地点，因为A星各方面的条件实在是和太阳太像了。

《阿凡达》中的潘多拉星球

地球人要真想过去殖民，首先那里得有岩石行星才行，否则带着地球去流浪--刘慈欣《流浪地球》的目的地，恰恰也是这个三体星系--至少在可预期的未来是不可能的。不过，这个问题现在已经解决了。

刘慈欣《流浪地球》的目的地也是半人马α星系

前不久，《自然通信》（Nature Communications）杂志发表了一般文章，宣布在A星附近发现行星了，而且是在A星的宜居带以内。下面我们先说说科学家是怎么做出这个发现，然后再来讨论一下这个发现的意义。

A星宜居带内可能有行星

其实说来话长，要从突破计划（Breakthrough Initiative）说起。突破计划成立于2015年，发起者是尤里·米尔纳，俄国出生的犹太人，著名风险投资家，在Facebook，Twitter，Spotify，Groupon，京东，小米，阿里巴巴，Airbnb，Whatsapp等企业都有投资，现在估计自己都不知道自己有多少钱。跟着尤里·米尔纳一起掏钱的还有扎克伯格等人。

突破计划成立时的场面（左一为尤里·米尔纳，左二为史蒂芬·霍金）

突破计划的主要目的是探索地外智慧文明。2015年的时候霍金还活着，而且霍金一直对探索地外文明非常感兴趣，所以被抬出来站台当吉祥物。突破计划中最出名的部分叫做突破摄星（Breakthrough Starshot），打算用地球上射出的激光推动光帆，加速到20%光速，飞向临近太阳系的比邻星等处，看看那里是个啥情况，还要拍照片传回地球。不过以地球人现在的技术水平，根本没有实现的可能，困难不是一点两点，就不细说了。

突破摄星计划

突破计划还有突破收听（Breakthrough Listen）、突破发信息（Breakthrough Message）、突破观察（Breakthrough Watch）等其他子计划。其中突破收听就是接收外星信号，进而分辨是否有智慧文明。突破发信息计划是向太空发送关于地球的信息。

宇宙各个文明就像行走在黑暗森林里的猎人，不被发现才是最好的

自从刘慈欣的黑暗森林理论广泛传播以来，大家应该都能意识到，但凡有点心眼的外星智慧文明，都不会随便暴露自己的位置。这恐怕也是为什么之前著名的搜寻外星文明信号的SETI计划，除了一个不能重复的奇怪的WOW！信号之外，没有任何像样的发现。同样的，突破发信息计划，根本没有实施的打算，因为突破计划自己宣称：要全人类同意才能向地外发信号。最起码大刘是肯定不会同意的。

著名的WOW！信号，发现于1977年

突破观察计划是通过望远镜寻找地球20光年之内的区域，有没有地球大小的岩石星球，以及其上是否有文明活动的迹象，而且重点搜索区域就是半人马α星系。这次半人马αA星附近宜居带内行星的发现，正是突破观察的成果。所谓的宜居带，就是恒星附近不远也不近的地方，行星表面温度不冷不也热，类似于地球这样，适合液态水存在。

半人马αA、B两星的宜居带区域（1AU=地球到太阳的平均距离，约1亿5千万公里）

过去寻找地外行星，最常见的办法是通过所谓的掩星法，就是行星经过恒星之前，恒星的光芒被遮挡，会发生微小的下降，然后又上升。不过掩星法有很多的缺点，比如更适合发现比较大的行星，也更适合环绕恒星周期比较短的行星。

掩星法利用了类似于日食的原理

突破观察的思路很简单，先将主恒星的光遮挡起来，再通过近红外波段观察，有可能直接获得行星的图像。突破观察为此制作了特殊设备，加装到位于智利的欧洲南方天文台（European Southen Observatory，ESO）的VLT（Very Large Telescope）上。VLT总计有4台望远镜，直径为8.2米，工作范围在可见光和红外波段，是世界上最大的望远镜之一。目前全球口径最大的望远镜是美国11.9米的LBT。

ESO的VLT

从2019年开始，突破观察与ESO合作推进了对半人马α星系AB两颗恒星宜居带的观察工作，总计积累了100小时的观察时间。目前的技术可以在半人马α星系AB两颗恒星的宜居带内，找到3倍地球直径以上大小的行星。这次发现的行星，据估计直径为地球的5至7倍。当然，这颗行星是否真的存在还不能最终确定，更多的研究计划受到了2020年之后疫情的影响。但这次的结果为未来观测开辟了新的道路，很快会有更多的研究结果来检验这颗行星的真伪，或者暴露关于它的更多细节。

图中C1为观察到的行星图像

这颗5到7倍地球直径的行星，如果最终确认的话，大小在海王星和土星之间。海王星的直径是地球的4倍，土星直径是地球的10倍。一般来说，岩石行星的直径不超过地球直径的1.7倍。因此科学家认为，这颗行星可能是一个热海王星。也就是说，这颗行星最外面有大气层，下面是液态的海洋，内部有一个固态的内核。目前关于这颗星体，除了估计了它的大小，还知道它的热辐射数据和地球类似，即它的表面温度可能和地球差不多。

海王星与地球对比

在类海王星行星上，即便温度适中，能够产生生命，也未见得能产生智慧文明--毕竟缺少陆地。但假如这颗行星有一颗类似于土卫六那样的卫星，则非常适合于智慧生命的生存。土卫六的直径是地球的40%，比月球大将近50%，重力是地球的八分之一，弱于月球，月球重力是地球的六分之一。

地球、土卫六泰坦、月球对比

土卫六有非常稠密的大气层。如果给人加上翅膀，由于大气稠密且重力低，人可以靠扇动翅膀在土卫六上飞起来。听到这些，是不是有种很熟悉的感觉？没错，《阿凡达》里面的潘多拉星球，就是这样的设定。在那里人可以骑在龙上飞，还有能悬浮的山体，都是低重力加上大气稠密的结果。

《阿凡达》场景

看到这里有人可能在想，半人马α星那里，不可能发展出高级智慧文明，毕竟三体行星的环境太恶劣了。其实这是刘慈欣《三体》小说带给大家的误解。那种混沌的三体系统，需要三个质量差不多的星体在一起才行。半人马α星系，其实是一个稳定系统，其中A星和B星组成稳定的双星系统；远处的比邻星，质量很小，距离也很远，其引力对A、B两星那里影响非常小。

混沌的三体系统

实际上，假如A星宜居带中的热海王星行星真的有土卫六一样的卫星，那里将非常适合智慧生命的演化。半人马αA星和太阳非常相似，而且年龄和太阳都差不多。假如地球上能产生生命的话，半人马星系那里也很有可能出现生命。这样的卫星温度适宜，而且有巨大的主星吸引小行星撞击，可以避免出现6600万年前小行星撞地球灭绝恐龙那样的惨剧，生命有更适宜的条件进行演化。因此我们不禁好奇，那里的智慧生命能发展到什么样的水平？

潘多拉星球上的夜晚

按计划在2021年10月31日，当然不排除再次推迟的可能性，詹姆斯·韦伯太空望远镜将要升空。詹姆斯·韦伯拥有6.5米口径的望远镜，远超哈勃的2.4米。韦伯的一个重要任务就是在近红外波段对地外行星的大气进行观测。或许届时就能有更多的结果向大家报告。

詹姆斯·韦伯太空望远镜

到2025年，ESO的39.3米口径极大望远镜ELT将上线，集光能力将是VLT的近20倍。届时可对地球大小的地外行星成像，甚至研究地外行星大气层的构成。不过，假如半人马αA星的宜居带那里有热海王星的话，其宜居带内很难再有类似于地球的岩石行星。寻找智慧生命的希望应该寄托在热海王星的卫星上。但是目前的技术能否支持寻找这样的卫星，还是未知数。

ELT效果图

如果真的要派探测器过去看一看，要等到核聚变技术成熟之后，发射核聚变推进的探测器，在几十年时间里抵达半人马α星系，为地球人献上近距离图像，让我们看到更多的细节。其实这一天也不会太遥远。本世纪内核聚变太空引擎就会出现。很可能下世纪的某个时间点，人类就能看到那个三体星系的高清无码照片。

在半人马αA的行星上，天空中有两个太阳

祝大家身体健康，活到那一天！（这是佰思科学一向的幽默，真诚祝大家牛年吉祥，牛气冲天！）

2、三体里都有哪些小行星，三体的母星被发现

近些年，越来越多的类地行星被人类发现，开普勒太空望远镜立下了汗马功劳，从人类发现的第一个类地行星——开普勒186f起，开普勒-62f，格利泽- 667c，开普勒-452b，类地行星和超级地球已经可以列出一个长长的清单，他们悬浮在浩瀚的宇宙深处，乍看上去是那么的迷人，可是随着观察的深入，每一颗都曾给人类无限希望的类地行星，都或多或少有一些不完美，有的距离恒星距离太远，温度或许并没有最初的认定那样适宜，有的个头比地球大上太多，让人不由怀疑是否还是最初认定的岩质星球。

人类在对地外生命的期待和渴求就这样不断徘徊在惊喜与失望中，迄今为止仍没有证据证明我们在宇宙中并不孤单，其实就算在那些类地行星中发现生命又能怎样？遥远的距离成了割裂联系的巨大鸿沟，能做的也仅剩遥遥相望罢了。

可当我们将视线从遥远的天际收回，望向距离太阳最近的比邻星时，却意外发现，就在地球身畔，就悬浮这一颗与地球相似度高达百分之90的类地行星，天文学家将其命名为——比邻星b。这一发现将类地行星距离地球的最小距离直接缩短至4.3光年。

比邻星（Proxima），是离我们最近的恒星，是一颗在恒星家族中最为弱小的红矮星，由于他是在太过昏暗，肉眼根本无法在夜空中捕捉到他发出的荧光，可正是由于比邻星的辐射微弱，才给了仅仅距离他0.05天文单位的比邻星b出现生命的可能。

据观测，比邻星b大概率跟地球一样是岩质行星，他质量至少是地球质量的1.3倍，由于其轨道距离恒星极近，只需要11.2个地球日便可围绕恒星公转一圈，如果按照地球的算法，比邻星上的一年只有不到12天。依据比邻星所发出的辐射数量结合两者之间的距离，比邻星b可以接收到的光和热，将达到地球的三分之二，这是一个很理想的数值，这让比邻星b可供人类移民的概率大大提高。

更为令人振奋的是，欧洲正在智利建设的极大望远镜（E-ELT）也将在2024年开始投入使用，届时我们将可以直接通过望远镜看到比邻星b的一切细节，甚至可以发射微型星际飞行器对他的大气和地表特性直接进行探测。一切证据都表明，比邻星b将是人类真正意义上可以实现探索的第一个类地行星。

早在2016年，史蒂芬·霍金就曾宣布启动“突破摄星”计划，向比邻星系发射数千个微型太空探测器，用以探测半人马座α星系是否包含类地行星，可以有条件容纳生命形成，没有庞大的身躯限制，微型星际飞行器在激光推进下可以在几分钟内加速到光速的五分之一，每秒可以向前飞行六万公里，4光年的距离仅仅20年时间便可到达，在算上照片数据传回的时间，25年内，我们或许就可以得到 比邻星b的一手资料。

当然，比邻星b的各项特征中并不全是惊喜，几个潜在因素或许并不利于维持生命：

1. 距离恒星过近的轨道，虽然让比邻星b的地表可以拥有更加适宜的温度，但他也同时将承受比地球强2000倍以上的恒星星风，在如此强大的星风下，比邻星b是否可以让其维持大气要画个问号。
2. 就像月球被地球锁定无法自转，比邻星b也存在这种风险，与恒星过近的距离，使其有可能被恒星潮汐锁定，永远只有一面面向恒星，那比邻星b非但不适宜生存，反而可能是人间炼狱，冰火两重天般的气候将在其地表上演。
3. 比邻星虽然是恒星中光谱最低的存在，但它却异常活跃，它的耀斑爆发极为频繁，可以达到每年5次，超级耀斑可以使得它的亮度瞬间增加70倍，如此强大的周期性辐射或许会摧毁比邻星b上的一切生命雏形。

这些不利因素可能使比邻星b的环境比地球恶劣得多，当然，一切都属于科学范畴内的合理推测，

比邻星b到底如何，是否适合人类宜居，可能还要更长的时间去证明。

但值得期待的是，比邻星虽然与太阳的形成年代相近，但由于其较小的质量，热核反应大大减缓，科学家预测比邻星可以稳定燃烧数千亿年，而我们的太阳已经进入中年期，如果人类真的可以存续到太阳老年之时，或许比邻星将是流浪地球的最终归宿。

有山有水有大气！地球的“孪生兄弟”被发现，上面会存在生命吗？

完整的宇宙到底有多大？真的存在宇宙边界吗？

有科学家推断，人类或是宇宙中最早诞生的文明？

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