刘慈欣《三体》预言成真？半人马α星系宜居带发现行星

科幻小说中的很多内容最后都变成了现实。比如伟大的科幻小说家儒勒·凡尔纳在作品中预言了飞机、登月飞船、电力驱动的潜水艇、电视等等。二十一世纪人类最伟大的科幻小说家无疑是刘慈欣，《三体》在人类科幻小说史上具有巅峰般的地位。假如现在有人告诉你，大刘在《

　　科幻小说中的很多内容最后都变成了现实。比如伟大的科幻小说家儒勒·凡尔纳在作品中预言了飞机、登月飞船、电力驱动的潜水艇、电视等等。二十一世纪人类最伟大的科幻小说家无疑是刘慈欣，《三体》在人类科幻小说史上具有巅峰般的地位。假如现在有人告诉你，大刘在《三体》中设想的三体文明，竟然有成真的可能性，你会怎么想？希望真有三体文明？还是不希望在黑暗的森林中碰到另一个拿猎枪的？事情要从科学家最近的一个发现说起。

刘慈欣

　　我们都知道，半人马α星系是距离太阳系最近的一个恒星系。这个恒星系由三颗恒星组成，组成了所谓的“三体”系统，也就是科幻小说《三体》中的三体文明所在地。这其中有两颗互相环绕的恒星，半人马αA星和半人马αB星，另外还有一颗红矮星围绕着AB二星旋转，它就是著名的比邻星。比邻星距离太阳4.24光年，是距离太阳系最近的恒星。

　　半人马α三星系统（中间是AB二星，外面沿黄线运行的是比邻星）

　　B两星与太阳相距4.37光年。其中A星，比太阳重10%，但比太阳亮50%，和太阳一样属于G型黄矮星；B星比太阳轻10%，但亮度只有太阳的一半，属于K型黄矮星。而比邻星质量为太阳的12%，直径是太阳的15%，归类为红矮星，在太空中只能发出暗红色的光。太阳与半人马α三颗恒星的比较

　　由此可见，在半人马α星系中，A星与太阳很相似。这也是为什么大导演詹姆斯·卡梅隆的著名电影《阿凡达》，将潘多拉星球，设定为环绕A星旋转的一颗气态行星的卫星。如果地球人真的能够来这里殖民的话，半人马αA星绝对是非常合适的地点，因为A星各方面的条件实在是和太阳太像了。

《阿凡达》中的潘多拉星球请点击输入图

　　地球人要真想过去殖民，首先那里得有岩石行星才行，否则带者地球去流浪–刘慈欣《流浪地球》的目的地，恰恰也是这个三体星系–至少在可预期的未来是不可能的。不过，这个问题现在已经解决了。

刘慈欣《流浪地球》的目的地也是半人马

　　前不久，《自然通信》（Nature Communications）杂志发表了一般文章，宣布在A星附近发现行星了，而且是在A星的宜居带以内。下面我们先说说科学家是怎么做出这个发现，然后再来讨论一下这个发现的意义。

A星宜居带内可能有行星

　　其实说来话长，要从突破计划（Breakthrough Initiative）说起。突破计划成立于2015年，发起者是尤里·米尔纳，俄国出生的犹太人，著名风险投资家，在Facebook，Twitter，Spotify，Groupon，京东，小米，阿里巴巴，Airbnb，Whatsapp等企业都有投资，现在估计自己都不知道自己有多少钱。跟着尤里·米尔纳一起掏钱的还有扎克伯格等人。

突破计划成立时的场面（左一为尤里·米

　　突破计划成立时的场面（左一为尤里·米尔纳，左二为史蒂芬·霍金）

　　突破计划的主要目的是探索地外智慧文明。2015年的时候霍金还活着，而且霍金一直对探索地外文明非常感兴趣，所以被抬出来站台当吉祥物。突破计划中最出名的部分叫做突破摄星（Breakthrough Starshot），打算用地球上射出的激光推动光帆，加速到20%光速，飞向临近太阳系的比邻星等处，看看那里是个啥情况，还要拍照片传回地球。不过以地球人现在的技术水平，根本没有实现的可能，困难不是一点两点，就不细说了。

突破摄星计划

　　突破计划还有突破收听（Breakthrough Listen）、突破发信息（Breakthrough Message）、突破观察（Breakthrough Watch）等其他子计划。其中突破收听就是接收外星信号，进而分辨是否有智慧文明。突破发信息计划是向太空发送关于地球的信息。

　　宇宙各个文明就像行走在黑暗森林里的猎人，不被发现才是最好的

　　自从刘慈欣的黑暗森林理论广泛传播以来，大家应该都能意识到，但凡有点心眼的外星智慧文明，都不会随便暴露自己的位置。这恐怕也是为什么之前著名的搜寻外星文明信号的SETI计划，除了一个不能重复的奇怪的WOW！信号之外，没有任何像样的发现。同样的，突破发信息计划，根本没有实施的打算，因为突破计划自己宣称：要全人类同意才能向地外发信号。最起码大刘是肯定不会同意的。

　　著名的WOW！信号，发现于1977年

　　突破观察计划是通过望远镜寻找地球20光年之内的区域，有没有地球大小的岩石星球，以及其上是否有文明活动的迹象，而且重点搜索区域就是半人马α星系。这次半人马αA星附近宜居带内行星的发现，正是突破观察的成果。所谓的宜居带，就是恒星附近不远也不近的地方，行星表面温度不冷不也热，类似于地球这样，适合液态水存在。

　　半人马αA、B两星的宜居带区域（1AU=地球到太阳的平均距离，约1亿5千万公里）

　　过去寻找地外行星，最常见的办法是通过所谓的掩星法，就是行星经过恒星之前，恒星的光芒被遮挡，会发生微小的下降，然后又上升。不过掩星法有很多的缺点，比如更适合发现比较大的行星，也更适合环绕恒星周期比较短的行星。

　　掩星法利用了类似于日食的原理

　　突破观察的思路很简单，先将主恒星的光遮挡起来，再通过近红外波段观察，有可能直接获得行星的图像。突破观察为此制作了特殊设备，加装到位于智利的欧洲南方天文台（European Southen Observatory，ESO）的VLT（Very Large Telescope）上。VLT总计有4台望远镜，直径为8.2米，工作范围在可见光和红外波段，是世界上最大的望远镜之一。目前全球口径最大的望远镜是美国11.9米的LBT。

　　ESO的VLT

　　从2019年开始，突破观察与ESO合作推进了对半人马α星系AB两颗恒星宜居带的观察工作，总计积累了100小时的观察时间。目前的技术可以在半人马α星系AB两颗恒星的宜居带内，找到3倍地球直径以上大小的行星。这次发现的行星，据估计直径为地球的5至7倍。当然，这颗行星是否真的存在还不能最终确定，更多的研究计划受到了2020年之后疫情的影响。但这次的结果为未来观测开辟了新的道路，很快会有更多的研究结果来检验这颗行星的真伪，或者暴露关于它的更多细节。

　　图中C1为观察到的行星图像

　　这颗5到7倍地球直径的行星，如果最终确认的话，大小在海王星和土星之间。海王星的直径是地球的4倍，土星直径是地球的10倍。一般来说，岩石行星的直径不超过地球直径的1.7倍。因此科学家认为，这颗行星可能是一个热海王星。也就是说，这颗行星最外面有大气层，下面是液态的海洋，内部有一个固态的内核。目前关于这颗星体，除了估计了它的大小，还知道它的热辐射数据和地球类似，即它的表面温度可能和地球差不多。

　　海王星与地球对比

　　在类海王星行星上，即便温度适中，能够产生生命，也未见得能产生智慧文明–毕竟缺少陆地。但假如这颗行星有一颗类似于土卫六那样的卫星，则非常适合于智慧生命的生存。土卫六的直径是地球的40%，比月球大将近50%，重力是地球的八分之一，弱于月球，月球重力是地球的六分之一。

　　地球、土卫六泰坦、月球对比

　　土卫六有非常稠密的大气层。如果给人加上翅膀，由于大气稠密且重力低，人可以靠扇动翅膀在土卫六上飞起来。听到这些，是不是有种很熟悉的感觉？没错，《阿凡达》里面的潘多拉星球，就是这样的设定。在那里人可以骑在龙上飞，还有能悬浮的山体，都是低重力加上大气稠密的结果。

　　《阿凡达》场景

　　看到这里有人可能在想，半人马α星那里，不可能发展出高级智慧文明，毕竟三体行星的环境太恶劣了。其实这是刘慈欣《三体》小说带给大家的误解。那种混沌的三体系统，需要三个质量差不多的星体在一起才行。半人马α星系，其实是一个稳定系统，其中A星和B星组成稳定的双星系统；远处的比邻星，质量很小，距离也很远，其引力对A、B两星那里影响非常小。

　　混沌的三体系统

　　实际上，假如A星宜居带中的热海王星行星真的有土卫六一样的卫星，那里将非常适合智慧生命的演化。半人马αA星和太阳非常相似，而且年龄和太阳都差不多。假如地球上能产生生命的话，半人马星系那里也很有可能出现生命。这样的卫星温度适宜，而且有巨大的主星吸引小行星撞击，可以避免出现6600万年前小行星撞地球灭绝恐龙那样的惨剧，生命有更适宜的条件进行演化。因此我们不禁好奇，那里的智慧生命能发展到什么样的水平？

　　潘多拉星球上的夜晚

　　按计划在2021年10月31日，当然不排除再次推迟的可能性，詹姆斯·韦伯太空望远镜将要升空。詹姆斯·韦伯拥有6.5米口径的望远镜，远超哈勃的2.4米。韦伯的一个重要任务就是在近红外波段对地外行星的大气进行观测。或许届时就能有更多的结果向大家报告。

　　詹姆斯·韦伯太空望远镜

　　到2025年，ESO的39.3米口径极大望远镜ELT将上线，集光能力将是VLT的近20倍。届时可对地球大小的地外行星成像，甚至研究地外行星大气层的构成。不过，假如半人马αA星的宜居带那里有热海王星的话，其宜居带内很难再有类似于地球的岩石行星。寻找智慧生命的希望应该寄托在热海王星的卫星上。但是目前的技术能否支持寻找这样的卫星，还是未知数。

　　ELT效果图

　　如果真的要派探测器过去看一看，要等到核聚变技术成熟之后，发射核聚变推进的探测器，在几十年时间里抵达半人马α星系，为地球人献上近距离图像，让我们看到更多的细节。其实这一天也不会太遥远。本世纪内核聚变太空引擎就会出现。很可能下世纪的某个时间点，人类就能看到那个三体星系的高清无码照片。

　　在半人马αA的行星上，天空中有两个太阳

　　祝大家身体健康，活到那一天！