邻居还是远亲?聊聊银河系里那些我们知道的恒星系
前几天带孩子看星星,小家伙突然问我:“爸爸,这些星星有自己名字吗?”我说有啊,有的还有行星围着转呢,话一出口,我自己先愣了一下——是啊,我们常听说某个恒星系,但真要数一数银河系里到底有哪些叫得上号的,好像还真得好好想想。
先说个让人踏实的数字吧,银河系里大约有1000亿到4000亿颗恒星,而截止2024年,人类已经确认的系外行星就超过5500颗,它们分布在4000多个恒星系里,你没看错,这个数字还在以每年几百颗的速度往上涨。
这些恒星系到底长什么样?其实光谱很广,有的像独生子女,一颗恒星孤零零带着几颗行星;有的像双胞胎家庭,两颗恒星互相绕转;还有更热闹的,三颗甚至更多恒星搅在一起。
| 恒星系类型 | 恒星数量 | 代表案例 | 所占比例 |
| 单星系统 | 1颗 | 太阳系 | 约50% |
| 双星系统 | 2颗 | 南门二 | 约35% |
| 多星系统 | 3颗及以上 | 北河二 | 约15% |
有意思的是,在银河系里,双星系统其实比我们想象中普遍得多,像离我们最近的比邻星,它其实有个正式身份——南门二三合星系统里最小的小弟,2016年天文学家在比邻星周围发现了一颗岩质行星比邻星b,那会儿整个天文圈都激动坏了,因为它在所谓的“宜居带”里。
先看看家门口这几户
距离我们4.2光年的南门二,算是最近的邻居了,这个系统有点复杂:两颗像太阳一样的恒星(南门二A和B)互相绕,第三颗比邻星在很远的轨道上慢慢溜达,比邻星是颗红矮星,时不时会发点脾气,来个大耀斑,所以它的行星上到底能不能住人,现在还在吵。
再往外走一点,6光年外的巴纳德星,一颗特别老的红矮星,2018年科学家在那里发现了一颗超级地球巴纳德星b,表面温度大概零下170摄氏度,冷得够呛,不过这颗星在银河系里穿行的速度极快,从我们地球上看,它在天上的位置移动得比任何星星都快。
然后是8.7光年外的沃尔夫359,科幻迷对这儿肯定不陌生——《星际迷航》里博格人跟联邦舰队在附近打过一仗,现实中的沃尔夫359是颗特别暗淡的红矮星,肉眼根本看不见,但它在天文圈的名气不输给任何亮星。
那些让人惊叹的“网红”恒星系
聊完邻居,说说那些远一点但名气更大的。
TRAPPIST-1,距我们39光年,一个超级迷你的红矮星,还没木星大,但2017年科学家宣布它周围有7颗地球大小的岩石行星,其中3颗在宜居带,想象一下,如果站在其中一颗行星上,抬头能看到另外几颗近在咫尺的“月亮”,有的甚至比我们的月亮还大。
开普勒-186,离我们500光年,它里面的开普勒-186f是2014年确认的第一颗跟地球差不多大、又在宜居带里的系外行星,当时NASA发新闻说“发现另一个地球”,很多人以为要搬家了,其实我们连怎么过去都不知道。
还有比邻星的事没说完,2020年,天文学家在比邻星周围又发现了一颗候选行星比邻星c,可能是颗迷你海王星,不过信号太弱,是不是真存在还得再观测几年。
不同的寄主,不同的世界
不是所有恒星都像太阳那么温和,银河系里大多数恒星是红矮星,又小又冷,寿命长得吓人,它们周围的行星要离得很近才能暖和,但离太近又容易被潮汐锁定——永远一面朝着恒星,一面永远黑夜,这种地方会不会有生命?谁也不知道,但想象一下就挺有意思的。
反过来,那些比太阳大好几倍的恒星,像织女星和北落师门,它们的光度高、寿命短,周围也有尘埃盘和行星的迹象,不过生命恐怕来不及演化,恒星就先走完了自己的一生。
还有个让人脑洞大开的概念——流浪行星,就是那些不绕着任何恒星转、独自在星际空间游荡的行星。《自然》杂志2023年有篇论文(Sumi et al.)估计,银河系里这种无家可归的行星可能比恒星还多,它们算不算一个“恒星系”?严格来说不算,但要是哪天我们在太阳系外碰到一颗,那可就太刺激了。
每次看到新的系外行星被发现的消息,我都会想起女儿问我的那句话,现在我能跟她讲,天上的星星很多都有自己的“孩子”,有些孩子长得像地球,有些长得像木星,还有些我们根本想象不出来,而人类正在用各种望远镜,一颗一颗地把它们找出来,这大概就是天文学最浪漫的地方——我们连银河系的一粒沙都没探索完,却已经知道了四千多个“别人家”的存在。