第7章 第一颗系外行星。（1/2）

本章通过三人的对话详细介绍了比邻星及其行星系统的天文知识：

作者：陈智林 （傅博文好友，天体物理学博士）

当“星槎”号轻柔地脱离超高速巡航状态，从那种将星辰都拉成长线的奇异感官中平静下来时，我所见到的景象，让我这个与宇宙数据打了一辈子交道的人，也忍不住屏住了呼吸。

窗外，不再是无垠的黑暗点缀着遥远的钻石尘。取而代之的，是一颗庞大无比的、燃烧着的“炭火”。它占据了视野的相当一部分，暗红色，深沉得近乎凝重，表面似乎涌动着不那么剧烈的暗流与黑子，像一只疲惫而古老的巨眼，在永恒的寂静中凝视着我们这三个不速之客。这就是比邻星（proxima centauri），南门二（半人马座a）三合星系统中的第三颗星，也是离我们太阳系最近的恒星，仅有4.24光年之遥。

“我们……到了？”傅莹的声音带着一丝不易察觉的颤抖，是激动，也是面对如此近在咫尺的异星恒星的敬畏。她趴在观景窗前，脸颊被那暗红的光映照得泛着铜色。

“到了，丫头。”傅博文老爷子的声音一如既往的沉稳，但我也听出了其中压抑着的澎湃心潮。他坐在指挥椅上，双手轻抚着扶手，目光深邃地望向那颗红矮星。“这就是我们的新邻居，比邻星。智林，感觉如何？比你在电脑模拟里看到的，要真实得多吧？”

我深吸一口气，试图平复胸腔里那颗狂跳的心脏。“何止是真实……博文。数据显示它是一颗m5.5ve型红矮星，质量只有太阳的0.12倍，半径大约是太阳的0.14倍，表面温度估计在3000摄氏度左右，比太阳黯淡得多。但亲眼看到它……这种暗红色的、几乎带有体温感的光芒，这种巨大的、却又毫不张扬的存在感……数据完全无法传达这种压迫性的宁静。”

“像一块在宇宙炉火中煅烧了亿万年的烙铁。”傅莹轻声比喻道。

“很贴切。”我赞许地点点头，努力将专业知识和眼前景象结合，向他们，也向我自己解释道，“它的‘宁静’只是表象。作为一颗典型的耀星（re star），比邻星其实脾气相当暴躁。它的内部对流非常剧烈，磁活动频繁，经常会突然爆发，亮度在短时间内急剧增强数倍甚至数十倍。那种爆发会释放出强烈的x射线和紫外线，以及可怕的高能粒子流。如果我们在它爆发时靠得太近，‘星槎’的护盾虽然能抵挡，但若是在它周围的行星上……那对任何可能存在的生命形式都是严峻的考验。”

老爷子若有所思：“我记得你以前论文里提过，这种频繁的耀斑活动，会很可能剥离它周围行星的大气层，对吧？”

“是的，博文。这正是寻找宜居世界的关键挑战之一。”我走到控制台前，调出了比邻星系统的实时探测数据。全息星图在我们中间展开，比邻星位于中心，而在一个非常近的距离上，一个微弱的光点正在轨道上运行。“看，这就是我们的目标，比邻星b（proxima centauri b）。一颗位于比邻星宜居带内的岩石行星。”

傅莹凑近全息影像，好奇地问：“陈叔叔，宜居带是什么意思？离恒星不远不近吗？”

“简单可以这么理解。”我笑着开始科普，“宜居带（habitable zone），有时也戏称为‘金发绿海区’（goldilocks zone），指的是恒星周围一个理论上的区域，在这个区域内，行星表面可能存在液态水。太近了，水会蒸发殆尽，像金星；太远了，水会永久冻结，像火星早期。对于比邻星这样一颗又小又冷的红矮星来说，它的宜居带非常非常靠近自己。比邻星b的轨道半径只有大约0.05天文单位。”

“0.05天文单位？”傅莹眨着眼睛，“天文单位是地球到太阳的距离吧？那0.05……天啊，那岂不是只有太阳到水星距离的七分之一左右？它离比邻星这么近？！”

“没错。”我对她的快速心算能力表示赞赏，“精确地说，比邻星b到其恒星的距离，大约只有700万公里。而水星到太阳的平均距离是5800万公里。你可以想象，它几乎是贴着这颗‘炭火’在飞行。”

“这么近！”傅莹惊呼，“那它不会被烤焦吗？您刚才说它可能还有液态水？”

傅老爷子插话道：“这就是红矮星的特点了，丫头。因为它本身温度低，光度弱，所以即使行星离得很近，接收到的能量也可能刚好足够让水保持液态。智林，比邻星b的公转周期是多长？”

“非常短。”我指着数据说，“因为它轨道小，跑一圈的时间只有11.2个地球日。也就是说，在比邻星b上，‘一年’只有不到12天。”

“11天就是一年……”傅莹喃喃自语，试图理解这种时间尺度，“那上面的季节呢？有昼夜吗？”

“关于季节，”我解释道，“这取决于它的轨道偏心率以及自转轴倾角。目前观测数据有限，还不确定它是否有明显的季节变化。但关于昼夜，有一个非常关键且几乎可以确定的现象——潮汐锁定（tidal locking）。”

“潮汐锁定？”傅莹和傅老异口同声，显然对这个概念很感兴趣。

“这是当一颗行星非常靠近其恒星时，由于强大的引力梯度效应，导致行星的自转周期与公转周期变得相同。”我尽量用直观的方式描述，“就像月球永远用同一面对着地球一样。比邻星b有极大的可能，已经被比邻星潮汐锁定了。这意味着，它的一面永远是白天，正对着恒星，承受着永恒的阳光照射；而另一面，则是永恒的黑夜，陷入极寒的黑暗之中。”

全息图像根据我的描述，模拟出了比邻星b的状态，一颗一半明亮一半黑暗的星球，在极近的轨道上缓缓同步转动。

“永恒的白昼和永恒的黑夜……”傅莹想象着那幅景象，脸上露出不可思议的表情，“那……在明暗交界的地方，会不会有一个区域，温度比较适宜？就像黎明或黄昏永远定格在那里？”

“理论上是这样。”我赞赏她的想象力，“我们称之为‘晨昏圈’（terminator zone）。那里可能是整个星球环境最温和的地方，温度既不像永昼面那样酷热，也不像永夜面那样严寒。如果比邻星b上真的存在液态水，或者甚至……有适应了这种极端环境的生命形态，晨昏圈是最有可能的区域。”

傅老沉吟道：“这种环境，对大气环流、气候模式的影响将是颠覆性的。永恒日面的高温会使大气向永夜面流动，而永夜面的低温又会使大气下沉回流……会形成极其强烈的全球性风系。”

“是的，博文。模拟显示，如果它还有足够厚度的大气层，那里的风暴可能超乎想象。”我补充道，“但前提是，它得保住自己的大气。正如我刚才所说，比邻星频繁的耀斑和强烈的恒星风，会持续不断地轰击和侵蚀行星的大气层。尤其是像比邻星b这样距离恒星极近、且可能没有全球性强磁场的行星，其大气被剥离的速度可能非常快。”

“磁场……”傅老若有所思，“地球的磁场是保护我们免受太阳风伤害的关键盾牌。”

“exactly!”我点头，“行星的全球性磁场能够偏转带电粒子流，就像给星球撑起一把保护伞。目前我们对比邻星b是否拥有这样的强磁场还一无所知。这是决定它是否‘宜居’的关键未知数之一。”

我们的讨论让这颗尚未谋面的星球，在想象中变得更加立体和复杂。它可能是一个被潮汐锁定的世界，一面是永恒的炼狱火海，一面是永恒的冰封地狱，只有在狭窄的晨昏圈才有一线生机，同时还要时刻承受来自暴躁恒星的致命辐射轰击。这样一个世界，真的会如一些天文学家所期待的那样，孕育出生命吗？

“星槎，设定轨道，环绕比邻星b。让我们近距离看看这个可能承载着人类最深切好奇的世界。”傅老下达了指令。

飞船轻盈地转向，朝着那颗在全息图上闪烁的微光点驶去。暗红色的比邻星在身后逐渐变大，它的光芒虽然微弱，但在如此近的距离上，依然给人一种无形的压力。星空背景中，另外两颗异常明亮的星星引起了傅莹的注意。