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去4光年外寻找宜居星球?先得迈过这些坎儿!

2016年09月01日 02:01 作者:蒲潇 来源:光明网 [纠错]

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  25日凌晨,一个爆炸性的新闻迅速传遍国际科学界。欧洲南方天文台网站发布了一则重磅消息,称在距离地球最近的恒星半人马座比邻星周围,发现一颗位于“宜居带”类地行星——比邻星b(Proxima b),质量约为地球的1.3倍,位于距离我们的4.23光年之外,可能有液态水的存在。

  这次的发现通过严格的同行评议审查,被称为过去30年天文探索的巅峰之作。科学美国人杂志宣布,“人类发现可能适宜生命的行星就在隔壁,这将重塑科学历史以及人类星际航行的梦想!”

  搜寻外星生命的最佳星球

  比邻星b是恒星比邻星的行星之一,与比邻星之间的距离比较接近,仅仅是太阳与地球之间距离的1/20。它围绕比邻星转一圈的时间是11.2天,这意味着在比邻星b上的“一年”是11.2天。

   

  美联社称,比邻星属红矮星,所散发的红外幅射远不及太阳,液态水不易蒸发也不易冰冻,所以比邻星b仍处于宜居带,“只不过比邻星b的天空不是蓝的,而是暗橙红色的,永远像日落时那样。”

  虽然天文学家自1995年以来已经发现了3000多颗所谓系外行星,有些可能适宜居住,但这颗新发现的行星与地球的临近程度意味着,它是搜寻可能存在的外星生命的最佳星球。

  “突破摄星”计划困难重重

  那么,人类的飞行器,何时才能拜访这位有着落日般天空景致的“邻居”呢?据行星科学家郑永春介绍,目前人类飞行速度最快的“新视野号”航天器峰值速度是每秒20公里,如果以该速度飞到比邻星,至少需要一万四千年。而“突破摄星”计划提出的纳米飞行器,可以在几分钟内加速到光速的五分之一,即每秒六万公里,飞到4光年外的半人马座,仅需20多年时间。

  “突破摄星”计划尽管非常激动人心,但目前只能算是一项基础研究项目,在理论上是可行的,但距离真正的工程实现,还需要相当漫长的时间,如今仍面临着很多难以解决的问题。

  有一个致命的问题是:当把航天器加速到光速的20%左右,一个小小的原子都能让航天器受到严重破坏,如果与灰尘相撞,结果更是灾难性的。

   

  从地球到最近的恒星之间的空间并非空无一物。早期形成的恒星在宇宙中留下了少量细小的尘埃粒子,各类宇宙活动也产生了很多单个的原子,四处分散在宇宙中。

  若撞上一个原子,撞击产生的能量会聚积在航天器中,造成局部过热。这会带来两种后果。如果温度过高,航天器所用的材料就会蒸发到太空中;而如果温度没那么高,就会出现局部材料融化,这部分材料重新凝固之后,材料的性状就会发生改变。

  尘埃带来的问题更加不容忽视。若是体积较小的,其能量几乎微不足道。但若是直径超过15微米的尘埃,就足以毁掉整艘航天飞船了。幸运的是,像这么大的尘埃粒子是很少见的,撞上的几率大约是1050分之一。

  此外,飞行器所需要的激光能量亦很难满足。虽然整个飞行器重量很小,为使它的速度达到0.2倍光速,所需的激光能量非常巨大的,大约为100GW,也就是1亿千瓦,大约相当于5个三峡水电站的总功率。

  需要解决的问题还有很多,例如,激光推进需要激光源不断跟踪、照射飞行器,在遥远太空,怎样保证激光能一直瞄准?光的能量与距离平方成反比,随着飞行器越飞越远,激光所提供的动能衰减怎么办?即便纳米飞行器真的飞到比邻星,怎样把信息传回来?

  虽然探访“邻居”比邻星B的道路,仍就是“路漫漫其修远兮”,但就像郑永春说的那样,“科学需要严细慎实的精神,也需要有一往无前的勇气。”我们仍可以期待,终有一天人类会一睹这位宇宙“邻居”的样貌,甚至踏上4.23光年之外那片橘红天空下的土地。

【责任编辑:张 东】

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