在科幻電影《流浪地球》中,太陽的異常變動導致了太陽系將很快不再宜居,為了在宇宙中生存下去,人類啟動了「流浪地球」計劃,在該計劃中,人類傾盡合力在地球上建造了數以萬計的行星發動機,并以此來推動地球離開太陽系,進而前往距離太陽最近的恒星——比鄰星。
那麼問題就來了,在未來的某一天,若地球真的要去流浪,人類該投奔哪顆恒星呢?
人類帶著地球去流浪,最終目的是讓地球泊入某顆恒星的宜居帶之中。觀測數據表明,比鄰星是一顆黯淡的紅矮星,其表面溫度約為2992K,光度僅僅只有太陽的0.16%左右,這就意味著,比鄰星的宜居帶距離恒星非常近,這距離近了,恒星的引力影響就會變大,所以如果地球運行在比鄰星的宜居帶中,很快就會被潮汐鎖定。
在潮汐鎖定的情況下,地球的一面將一直朝向比鄰星,另一面則始終處于黑暗之中,如此一來,地球就會變成一個「一半冰、一半火」的嚴酷世界,只有在「冰」與「火」交界的狹窄區域才可能具備適合生命生存的自然條件。
除此之外,紅矮星的「脾氣」通常都很「暴躁」,比鄰星也不例外,根據科學家的觀測,比鄰星表面的耀斑爆發事件比太陽頻繁得多,也強大得多。
當耀斑爆發時,比鄰星會在短時間內釋放出猛烈的X射線以及高速帶電粒子流,這不僅會對生命形成致命的威脅,還會對人類的電子設備產生毀滅性的影響。
顯而易見的是,這并不是人類期待的世界,所以如果地球真的要去流浪,比鄰星并不是最佳選擇。既然如此,那人類應該投奔哪顆恒星呢?
總的來講,目標恒星應該至少具備5個條件:1、它與太陽之間的距離不能太遠;2、它沒有伴星,因為雙星系統中的行星很難穩定地運行;3、它不會對其宜居帶內的行星形成潮汐鎖定;4、它的「脾氣」應該很「溫柔」;5、它的「壽命」應該足夠長。
幸運的是,在太陽系附近的宇宙空間中,確實有一顆恒星能夠同時滿足這5個條件,這顆恒星就是「天苑四」(ε Eridani)。
「天苑四」在天空中位于波江座方向,距離太陽約為10.5光年,對于有能力帶著地球去流浪的人類來講,這種距離并不算太遠,只不過需要的時間更長一些而已,畢竟比鄰星與太陽的距離也有大約4.22光年。
「天苑四」是一顆比太陽略小的橙矮星,并不存在伴星,其表面溫度約為5084K,光度約為太陽的34%,盡管這會使得它的宜居帶比太陽更靠內,但這樣的距離也足夠遠了,假如地球運行在它的宜居帶中,基本上不用考慮潮汐鎖定的問題。
正如我們所知,恒星釋放出的能量來自其核心的核聚變反應,恒星的質量越大,其核心的核聚變就越激烈,反之亦然。
比鄰星的「脾氣」之所以會很「暴躁」,最主要的原因就是它的質量太小,大概只有太陽的12%,在這種情況下,它核心的核聚變反應釋放出的能量就相對較弱,以至于無法阻止其外層與核心反應區的物質形成對流,如此一來,其表面就會頻繁地出現大規模的耀斑。
另一方面來講,如果恒星的質量過大,其核心的核聚變就會非常激烈,它們的「脾氣」當然也好不到哪里去。
只有那些質量既不太大、也不太小的恒星,其「脾氣」才可能會很「溫柔」,因為它們核心的核聚變反應既不太強,也不太弱,剛好可以形成一個穩定的「輻射層」,這就可以有效地阻止其外層物質進入核心反應區。
實際上,太陽就是這樣一顆恒星,「天苑四」也同樣如此,它的質量約為太陽的82%,根據已知的恒星模型可以推測出,它的內部也有一個穩定的「輻射層」,實際上,多年來的觀測數據也表明,這顆恒星的表面并不存在明顯的耀斑現象,所以我們可以認為,它的「脾氣」是很「溫柔」的。
那「天苑四」的「壽命」是否足夠長呢?答案是肯定的,科學家告訴我們,恒星的「壽命」與其質量的2.5至3次方成反比,而太陽的「壽命」大約為100億年,據此我們就可以計算出,「天苑四」的「壽命」至少有164億年,比太陽長得多。
根據科學家的估算,「天苑四」的年齡只有4億至8億年,也就是說,它是一顆非常「年輕」的恒星,與之相比,雖然太陽的「壽命」有100億年,但是太陽存在的時間已經有大約46億年了,由此可見,對于人類而言,「天苑四」余下的「壽命」完全可以算是足夠長了。
(↑來自「數字巡天「項目的「天苑四」影像)
綜上所述可知,若地球真的要去流浪,比鄰星并不是最佳選擇,相對而言,人類更應該去投奔「天苑四」。