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一顆恒星直奔太陽系而來,時速51萬公里,還帶了一顆超級地球
2023/08/14

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南門二和比鄰星

這顆明亮的恒星叫做南門二。相傳鄭和下西洋時,曾經用它在茫茫大海上辨別方向。南門二距離地球大約4.37光年,是距離太陽第二近的恒星。看到它右下方的這個小點了嗎?這個小點就是距離太陽最近的恒星——比鄰星。比鄰星距離太陽4.22光年。

那麼誰是距離太陽第三近的恒星呢?距離太陽第三近的恒星叫做巴納德星。巴納德星是一顆什麼樣的恒星呢?它很有意思。我們一起來聊一聊巴納德星。

巴納德星、太陽和木星比較

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這是一顆以美國天文學家巴納德的名字命名的恒星,位于蛇夫座中,距離地球只有6光年遠。雖然巴納德星是距離太陽第三近的恒星,但它是肉眼不可見的。巴納德星是一顆質量非常小的紅矮星。它具體有多大呢?巴納德星的質量只有太陽的七分之一,也就是木星的大約140倍。它的半徑約為太陽的五分之一,木星半徑的2倍,也就是大約14萬公里。

這麼小的巴納德星為什麼會引起我們的注意呢?原來這顆恒星和別的恒星不太一樣。它「跑得」特別快。恒星之所以叫做恒星,是因為在人類觀察星空的幾千年的時間里,它們的位置看上去是恒定不變的。其實恒星的位置也是會發生變化的,不過這種變化是極其微小和緩慢的。

北斗星的變化

例如,這是10萬年前的北斗七星。

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這是10萬年后的北斗七星,它們和現在的北斗七星相比較,每顆恒星之間的相對位置發生了明顯的變化。

而巴納德星就不一樣了。巴納德星的自行達到了10.3角秒/年。什麼是恒星的自行呢?天文學家把恒星的運動分解為兩個不同方向上的分量:視向速度和切向速度。視向速度表示恒星是在靠近還是遠離我們,單位是公里/秒。切向速度表示的是恒星垂直于我們視線的運動,單位是角秒/年。恒星的切向速度在天球上的投影就是恒星的自行,也就是恒星在天空中的相對位置變化。

視向速度和切向速度

巴納德星的自行為10.3角秒/每年。這個變化很大嗎?我們和一般的恒星比較一下就知道了。天上肉眼可見的恒星自行大多小于0.1角秒/年。角秒是度量角度的單位。

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1角秒是1度的1/3600。所以,天上的那些肉眼可見的恒星大概需要18000年才會在天上移動出一個滿月視直徑大小的變化。而巴納德星的自行為10.3角秒/年,也就意味著它只需要185年就會移動相當于滿月視直徑大小的位置。所以巴納德星在天空中移動的很快。假如巴納德星是肉眼可見的,說不定古人會把它當成一顆行星了呢!

巴納德星的自行

巴納德星也因此有了一個綽號——巴納德逃亡之星。與其說巴納德星是在逃亡,還不如說它是要來太陽系串門呢!因為天文學家通過分析巴納德星的光譜發現,它正在靠近太陽。巴納德星的視向速度高達142.7公里/秒,即大約51萬公里/小時。

一顆恒星朝著太陽系飛奔而來!這就有點兒意思了。太陽的這位鄰居是不是要來串門兒啊!大老遠的過來,巴納德星不會給地球帶點什麼「禮物」

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吧?巴納德星果然給我們帶來了驚喜。

巴納德星b和地球比較

經過長達20年的觀測,2018年11月14日歐洲南方天文台的天文學家們宣布在巴納德星那里發現了一顆行星,并將其命名為巴納德星b。天文學家推測,這顆行星的質量大約是地球的3.2倍,半徑大約是地球的1.37倍,也就是大約8700公里。巴納德星給我們送來了一顆超級地球啊!

天文學家發現巴納德星b到恒星巴納德星的平均距離約為4800萬公里。這跟水星到太陽的距離差不多。不出意外的話,這顆行星的表面溫度就像水星那樣高達四百多攝氏度吧!事實并非如此。前面我們提到過,巴納德星是一顆質量很小的紅矮星。它的表面溫度只有2860℃,大約只有太陽表面溫度的一半。因此,即使巴納德星b到巴納德星的距離和水星差不多,它的表面溫度也是非常寒冷的。

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天文學家計算巴納德星b的表面溫度大約只有零下170℃。它跟木星的衛星木衛二一樣寒冷。

原來這是一顆冰凍版的超級地球。

巴納德星和巴納德星b

不管怎麼樣,巴納德星b跟隨著巴納德星正在以時速51萬公里的速度直奔太陽系而來,一年就會靠近我們45億公里,相當于海王星到太陽的距離。照這個速度,12600年后巴納德星不就帶著巴納德星b來到了太陽系內了嗎?這哪是來串門的啊!這不是要撞上太陽系了嗎?

太陽附近的恒星

事情的發展并非我們想象的那樣。

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巴納德星和太陽就像是兩列不同軌道上的列車,雖然它們看上去面對面行駛著,但最終還是會分道揚鑣的。天文學家根據巴納德星朝著太陽移動的速度推算,它會在7800年后最靠近太陽。屆時,它到太陽的距離僅有3.75光年。遺憾的是,那時候的巴納德星還是肉眼不可見的。在此之后,它又會和太陽漸行漸遠。

看來,太陽的這個鄰居并不是真的想來太陽系串門啊!而我們想去巴納德星b上面逛逛,速度必須得有所突破才行啊!3.75光年也不算近啊!

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