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第五十六章 第一份大訂單

天倉五,又稱為鯨魚座τ星(Tau Ceti/τ Ceti,發音為/?ta??si?ta?/),是在鯨魚座內一顆在質量和恆星分類上都和太陽相似的恆星,與太陽系的距離正好少於12光年,相對來說是一顆接近的恆星。天倉五是顆金屬含量稀少的恆星,人們推測它擁有類地行星(岩石行星)的可能性較低。根據觀測結果,它周圍的塵埃10倍於太陽系周圍的。這顆恆星看似穩定,只有少量的恆星變異。

透過天體位置和徑向速度的測量並未發現天倉五有伴星,但是這只排除大如次恆星,如同褐矮星的伴星。2012年12月偵測到了天倉五周圍可能有5顆行星存在的證據,其中一顆行星可能位於天倉五的適居帶。因為有岩屑盤,任何環繞著天倉五的行星都將比地球面對更多的撞擊事件。儘管這些事情導致行星不適宜居住,但普遍來說它擁有類似太陽的特性仍然在群星中引起大眾對它的興趣。它是搜尋地外文明計劃(SETI)搜尋的目標名單上的常客,因為它的穩定性和與太陽類似,而且它出現在一些科幻小說的作品中。

天倉五不像其他著名的恆星,有廣為人知的固有名稱,它只是肉眼可以直接看見視星等為3等的暗星。從天倉五看太陽,也只是在鯨魚座內的一顆3等星。

中文名天倉五/鯨魚座τ星外文名Tau Ceti分類恆星質量0.783±0.012 M表面溫度5,344±50 K視星等3.50±0.01絕對星等5.69±0.01自轉週期34天赤經1時44分赤緯-15°56′14.92″距地距離大約11.905±0.007光年【3.650±0.002秒差距】左右年齡大約5.8億年左右徑向速度-16.4㎞/s光譜分類G8.5V變星型別None半徑0.793±0.005 RU-B色指數﹢0.21B-V色指數﹢0.72視差273.96±0.17角秒

低的鐵丰度顯示天倉五是比太陽更早誕生的恆星:估計他的年齡在100億歲,相較於太陽的45.7億歲,100億歲的年齡代表著經歷可見宇宙的大部份時期。但是電腦模擬的年齡,依據選用的模型不同,在44億至120億年之間。

除了自轉之外,恆星譜線致寬的因素還有來自於恆星壓力的擴大(參見譜線)。出現在附近的微粒會影響到單一微粒發散的輻射,所以譜線的寬度與恆星表面的壓力有關,而這又受到溫度和表面重力的影響。利用這樣的技術測量天倉五的表面重力,得到的是log g,或恆星表面重力的對數值,大約是4.4—,非常接近太陽的log g = 4.44。[5]

岩屑盤編輯播報

在2004年,一組英國由珍·格裡維斯(Jane Greaves)領導的天文學家測量圍繞在周圍低溫的塵埃和小天體之間發生的碰撞,發現天倉五有總數十倍於太陽系彗星和小行星的材料。這是透過量度小天體間碰撞產生、環繞天倉五的冰冷塵埃基盤而決定。這樣的結果可能在複雜的生命系統上投入了抑制器,因為所有行星遭受大撞擊事件的頻率十倍於地球。格裡維斯在她研究時注意到:“任何一顆行星都可能持續經歷消滅恐龍的小行星撞擊事件”,像木星這種尺度的氣體行星足以使彗星和小行星偏向。[6]

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岩屑盤的發現是透過測量系統在遠紅外線光譜部分的輻射總量偵測出來的。它以行星為中心形成對稱的形狀,並且外徑平均55天文單位。在靠近天倉五附近,缺乏紅外線而比較溫暖的盤面部份在半徑10天文單位處;相較之下,太陽系的柯伊伯帶出現在30-50天文單位處。要長時間的維護,環中的塵土必須有更大的天體經由經常的碰撞來補充。出現在距離天倉五35–天文單位的巨大盤面已經位在適居帶的外面,在這個距離上,塵埃帶也許類似於在太陽系的海王星軌道外的柯伊伯帶。

天倉五顯示恆星即使到了老年也不需要丟掉巨大的塵埃盤,而且像太陽這樣的恆星有盤面是很平常的。天倉五的環帶密度只有鄰近的天苑四的廿分之一。相對在太陽系附近的缺乏岩屑也許是異常的情況:一位研究小組的成員認為,太陽在歷史的早期可能緊鄰的經過另一顆恆星,導致大量的彗星和小行星被剝離而失去。恆星與大岩屑盤修改了天文學家對行星形成的考慮,塵埃是由連續的碰撞造成的,並且很自然的形成行星。[7]

行星搜尋生命編輯播報

由於天倉五與太陽相似,而它亦可能擁有行星和孕育生命,於是便成了吸引人們研究這顆恆星的主要原因。霍爾(Hall)和洛克伍德(Lockwood)的報告中指出“所謂的‘類似太陽的星球(solarlike star)’、‘太陽相似體(s)’和‘太陽雙生子(solar twin)’是逐漸限制的敘述。”天倉五適合做為第二顆太陽,因為它的質量近似而且穩定,只是相對缺乏金屬,這種相似性引領了通俗文化參考數十年,並列入科學測驗。

天倉五是少數幾顆以徑向速度搜尋行星的目標,但失敗而未能發現可歸諸於行星的任何週期性變化。目前能達到的精確度是時間間隔在五年,速度在11米/秒的變化。這樣的結果排除了熱木行星存在的可能,並排除了周期短於15年,質量下限等於或大於木星的行星存在的可能性。換言之,以哈勃空間望遠鏡的廣域和行星照相機在1999年對鄰近恆星完成的觀察,包括對天倉五的闇弱伴星的搜尋,以該望遠鏡分辨能力的極限依然是什麼都沒發現。

這樣的搜尋只排除了較大的褐矮星和比大行星略小的行星,像地球這樣軌道的行星並未被排除。存在於內側軌道上的“熱木星”會對適居帶造成破壞,將其排除對類地行星的存在有正面的意義。一般性的研究顯示系外行星的出現和高金屬量的母恆星之間有正相關性,使像天倉五這種低金屬量恆星擁有行星的機率減少了。一個厚實的岩屑盤存在的證據,即使認為會增高被轟擊的機率,依然使一顆或多顆岩石行星環繞恆星的可能性增高了。如果行星被發現,隨後的研究是使用解析力夠高的望遠鏡尋找水、大氣和溫度適合的適居性。就像氧氣是地球上有生命的正面顯示,原始生命也不太可能在大氣顯示是無機狀態下存在的。

搜尋地外文明

迄今最樂觀的搜尋專案是由天文學家法蘭克·德雷克執行的奧茲瑪計劃(Projea),是後來產生搜尋地外文明計劃(SETI)的“尋找外星高智生命”計劃,該計劃向經過篩選的恆星目標傳送出人為的無線電訊號,他選擇了天倉五和天苑四做為最初的目標,兩者都是鄰近太陽系,且物理性質相似的恆星。在持續200小時的觀測,均未發現人為的訊號。隨後對這個恆星系的無線電搜尋結果也是負面的。

這些負面的結果並未挫敗對天倉五系統生物搜尋的興趣。在2002年,天文學家瑪格麗特·杜布林(Margaret Turnbull)和吉爾·塔特(Jill Tarter)在鳳凰計劃專案的贊助下,發展出另一個SETI的努力成果:適居恆星表(HabCat)。表中列出了17,000個理論上適合居住的恆星系統,大約有10%是原先的樣本。第二年,杜布林從在鄰近太陽100光年內的5,000顆恆星中精選出30顆最有希望的,天倉五就包含在其中,作為亞倫望遠鏡陣列以無線電搜尋的基礎依據。她也選擇天倉五最為類地行星發現者望遠鏡系統最精簡搜尋名單中五個的名冊之一,並評論說:“如果上帝將我們投入至另一個星球,那會是我想居住的地方。”

BJ時間2012年[8] 12月21日訊息,據國外媒體報道,天文學家們近日觀察到在鯨魚座τ星(中國稱“天倉五”)周圍似乎存在多達5顆系外行星。這顆恆星非常特別,它是距離太陽系距離最近的單顆恆星,並且其溫度和光度條件都和太陽相接近。如果這些行星確實存在,那麼其中有一顆行星的位置幾乎恰好位於合適的距離上,從而使其地表得以保持適宜的溫度,允許液態海洋的存在,甚至有可能存在生命。不過先不要急著興奮,科學家們表示這項發現目前還需要進一步的證實。

鯨魚座τ星距離地球僅有12光年,比距離太陽系最近的恆星半人馬座α僅遠了3倍。這顆恆星和太陽之間在諸多方面都極其相似,以至於在上世紀60年代美國著名天文學家弗蘭克·德雷克開展首次對地外文明可能存在的無線電訊號監聽行動時便挑選了鯨魚座τ星作為其首顆監聽目標。和宇宙中大部分恆星所呈現的那種暗淡,相對低溫和小質量的情形相比,鯨魚座τ星和太陽一樣,是一顆明亮的G型主序星。除此之外,和半人馬座α不同,後者擁有一顆G光譜型合星甚至還擁有行星。相比之下,鯨魚座τ星是一個單顆的恆星,其周遭沒有伴星,因此也沒有其它恆星的引力攝動作用會導致其周遭可能存在的行星被彈射出去。

英國赫特福德大學天文學家米克·托米(Mikko Tuomi)和他的同事們分析了鯨魚座τ星6000多條觀測資料,這些資料來自智利,澳大利亞和夏威夷境內的望遠鏡。根據研究組即將遞交給《天文學和天體物理學》雜誌的論文,科學家們認為鯨魚座τ星所顯示出的空間晃動可能是由於其周圍存在5顆行星,這些行星的引力擾動導致了這顆恆星的運動發生輕微變化。根據估算,這些行星的質量大多介於地球質量的2~7倍之間。

如果這種推測正確,那麼這5顆行星的位置應該都十分靠近恆星,其距離都小於火星到太陽的距離;然而,由於鯨魚座τ星的光度僅有太陽的大約45%,因此在相同的距離上,圍繞鯨魚座τ星執行的行星要比圍繞太陽的行星接受到的光熱就要少得多。圍繞鯨魚座τ星執行的最內側三顆行星的公轉週期分別僅有14天,35天以及94天。這三顆行星中位置最外側的一顆(編號d),它的軌道距離也幾乎和水星到太陽那麼近。

自內向外的第四顆行星編號是e,正是這顆行星引起了天文學家們的廣泛關注,它被認為執行於宜居帶範圍內,其溫度環境可能使其具備支援生命生存的條件,儘管這顆行星的重力值是地球的4倍。如果你在那裡生活,你會看到頭頂上是一顆黃色的太陽,而一年的長度卻只有168天。這是因為e星到鯨魚座τ星的距離比金星到太陽的距離還要小一些。而最外側,也就是第五課行星編號為f,其公轉週期約為640天,其執行軌道距離比火星到太陽的距離稍稍近一些。

然而托米小組的科學家們同時也警告稱,來自恆星自身的震動也有可能造成這種探測到的訊號,而並不一定是由於行星的引力作用造成。薩拉·賽格爾(Sara Seager)是一位來自美國麻省理工學院的天文學家,她本身並未參與此項研究,不過她對此評論說:“他們確實在這方面做了很多工作。天文學界對於從如此大的背景噪音中識別出來的訊號通常會感到難以接受。”

而格里高利·拉弗林(Greghlin),一位美國加州大學聖克魯茲分校的天文學家則表示:“他們正在挑戰極限。這些行星中很有可能會有一些可能會被證明其實是不存在的,甚至也有可能這裡根本就沒有任何行星。但是考慮到資料的質量,我認為他們已經做到了最好。”有一個令人沮喪的現實,那就是那些和地球質量接近的小質量系外行星非常難以探測。拉弗林說:“我們必須在多年之中積攢無數的徑向速度測量資料,然後你就必須非常非常小心地對這些資料進行處理,正如在這篇論文中所做的那樣,去小心地踢出那些系統誤差效應。”

第五十六章 第一份大訂單