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比邻星c表面温度(“流浪地球”的目的地比邻星在“三体”中处于什么位置?丨Calling太空)

时间:2024-01-29 10:50:31阅读:

比邻星c表面温度(“流浪地球”的目的地比邻星在“三体”中处于什么位置?丨Calling太空)

编者按:"浩瀚的空天还有许多未知的奥秘有待探索",为此,中科院之声与中国科学院国家空间科学中心联合开设“Calling太空”科普专栏,为大家讲述有趣的故事,介绍一些与空间科学和航天相关的知识。

电影《流浪地球》和电视剧、动画的《三体》,无疑为2023年的春节带来了许多惊喜。中国影迷们激动于影视工业酷炫的特效,同时也被刘慈欣与导演、编剧等的想象力折服。

科幻题材本是一个较为小众的方向,但也是最适合推出大魄力场景、展示电脑特效技术的领域。也许很多人上物理课昏昏欲睡,但是看到浩瀚空旷的宇宙星空、高速穿梭的宇宙飞船、天崩地裂的末日景象、一望无垠的机器人军队,还是会直观感受到一股自然和人类大工程的宏伟魅力。因此,就算对《流浪地球》《三体》没什么兴趣的普通人,可能也或多或少地听旁人说“水滴”“太空电梯”“行星发动机”,看到过一些片段。同时影迷们简直是如数家珍。今天,我们也就着影视的热度,聊一个普通人听到名字心里会犯嘀咕的问题——地球“流浪”到哪儿去,“三体”是哪三个体?

何为“流浪地球”?

为不熟悉这部作品的朋友快速介绍一下。在《流浪地球》的世界中,太阳在短短100年后就发生名为“氦闪”的灾难,膨胀并吞没包括地球在内的许多星球。为了逃离这场灾难,且保留尽可能多的生命,人类最终决定把整个地球变成一艘太空船,建立上万个“行星发动机”用反推力推动地球,离开现在的位置,甚至飞离太阳系,到其他“太阳”的身边,重新定居。离开太阳时地表温度必然会大幅下降,但人类修建了地下城市。由于推动地球困难巨大、地下城市容纳人类数量有限,这需要集合全人类的资源,也发生了关于拯救地球方案的“路线之争”,但最终在世界各国许多人为了全人类的牺牲下,实现了地球的“流浪”地球此行的目的地,被设定为距离太阳系最近的另一颗恒星——比邻星。

三体人是谁?

三体的“半人马座α星”与流浪地球的“比邻星”是什么关系?

在南天星座中,半人马座是一个巨大的明亮星座。半人马座位于长蛇座以南,豺狼座与船帆座之间,我国只有南方几个省份在春天的晚上才能看到。在希腊神话中,半人马是一种奔跑迅速,武艺高强的生物,甚至有些是拥有大智慧的贤者。其中,喀戎就是一位非常受人尊重的半人马,希腊神话中有许多大英雄是他的学生,例如忒修斯、阿喀琉斯、伊阿宋、赫拉克勒斯等。传说中半人马座就是喀戎死后被宙斯升上天空变成的。

半人马座中有许许多多的星体,其中最亮的就是半人马座α星,中国星名“南门二”,在二十八宿系统中,南门二是角宿的一部分,在《史记·天官书》中有提到“南门二星,在库楼南,天之外门”它的视星等约为0等,是夜空中最亮的星星之一。半人马座α星是距离太阳最近的恒星系,只有4.24光年。然而,这个星系中并不是一颗恒星,却是三颗。正如我们提到的,比邻星就是其中的一颗。

星空当中的半人马α星中有两颗明亮的恒星和实际亮度要暗得多的比邻星比邻星在“三体”中处于什么轨道、什么位置?

这三颗星的亮度不同,是因为它们处于恒星不同的阶段。A星是G2V型主序星,黄色,半径为太阳的1.3倍,表面温度5800开,光度为太阳的1.5倍,质量是太阳的1.1倍;B星是K1V型主序星,红色,半径为太阳的0.84倍,表面温度5300开,光度为太阳的0.47倍,质量为太阳的0.91倍;C星也就是比邻星是M5V型红矮星,是距离太阳最近的恒星,半径大约是太阳的1/7,质量约为太阳的1/8,表面温度大约3000开,确实是一颗很黯淡的小星星。

半人马α星中的3颗恒星与太阳的体积对比在这样一个三体星系中,A和B两颗星由于质量大得多,它们围绕各自对方为中心旋转组成了转动周期为80.089年的双星系统,比邻星则绕着它们公转,偏心率约为0.5179。但是,比邻星再小也是一颗恒星,拥有巨大的引力,因此三体的轨道并不是简单的两层圆轨道嵌套,而是互相影响、不断发生微小变动的,这也是“三体人”遇到的难题之一。

三体引力问题,长期以来是物理学和数学中的一大难题,更不要说多体问题。咱们对于太阳系中的天体不太常讨论这个问题,是因为太阳系中的太阳是个巨无霸,各种星球的质量对于太阳来说都是九牛一毛,三体问题带来的轨道变化微小到可以忽略不计,其问题简化了很多。但是,茫茫宇宙中多得是“半人马座α星”这样复杂的星系。希望有朝一日,我们的数学工具能足够发达,帮助我们地球人解决这一精妙的问题。

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