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根据科学家的观测，在太阳系附近81.5光年内，有40%的恒星都处于双星系统中。随着科学家发现的双星系统越来越多，才发现它们在宇宙之中是如此普遍，而我们的太阳似乎反而孤单得有点特立独行（谁叫木星“不争气”呢）。 我们从未真正见识过双星系统是一个怎样的世界，但知道一些基础属性和我们也没什么不同的。它们也有自己的恒星系，控制着一片宇宙区域，还能有自己的行星。
图片说明：开普勒 47c 假想图 2012年，以色列特拉维夫大学的天文学家团队利用开普勒太空望远镜，发现了双星系统开普勒47的两颗行星——开普勒 47b和开普勒 47c。 令人惊讶的是，行星开普勒 47c被认为处于宜居带。据观测，它的表面温度约为-28摄氏度，虽然比地球冷，但对于地球生物来说还可以接受。而且，据推测，它的大气里，很有可能有少量的水蒸气。这让天文学家纷纷好奇：它的表面是否可以孕育生命？系外生命是否可以在双星系统中出现？
对于开普勒 47c本身来说，孕育生命是不太可能的了，因为它是一颗气体巨星。据观测，它的直径是地球的4.62倍，质量为23倍。不过，这不意味着其他围绕双星系统公转的行星就不能孕育生命。毕竟，最重要的条件之一——温度已经符合了，那么，生命出现的最基本条件，也就满足了。 但是，里雅斯特天文台的研究员Paul Sutter对于双星系统孕育生命，还是持怀疑态度的。 首先值得担心的，就是引力作用。
万有引力是我们最熟悉的一种力，也是四大基本作用力中最早接触的一种。只要你上过高中物理课，就能计算出两个物体之间的万有引力有多大。如果学过基本的天文学知识，那么计算行星围绕一颗恒星的轨道也没什么问题。可是，当我们在这个体系中再加入一颗恒星，问题就复杂了。两颗恒星是会相对运动的，它们位置的变化，就会导致体系质心不断改变。 在这种情况下，这颗行星就会受到波动，而且波动的方式将很难把握，很有可能会搞得时而离两颗恒星极为遥远，天气变得极寒；时而距离某颗恒星过近，酷热难当。鉴于目前开普勒 47c还算是处于宜居带，我们暂且忽略这个问题。但是，这不代表问题就解决了。
这个双星系统不可能只包含两颗恒星和一颗行星，就算没有其他行星，但也少不了会有一些小天体的存在。在两颗恒星的引力波动下，这些小天体也会到处乱窜。我们提到过，即使是木星和土星的引力作用，就会让许多小天体从太阳系外侧进入到太阳系内侧，增加撞击地球的可能。很难想象，如果是双星系统，这样的碰撞会多么频繁。 因此，如果一个双星系统想要孕育生命，一定要满足引力场相对稳定这个条件。想要满足这个条件，只有两种情况：其中一颗恒星拥有足够的巨大优势，能够完全支配另一颗恒星；要么是两颗恒星能够完美地产生相等的引力效应，让它们看起来像是一颗恒星。根据新墨西哥州的研究员琼尼·克拉克的计算，两颗恒星的距离大约要在0.1个天文单位之内才可以。
以开普勒 47系统为例，情况就属于第二种。首先，两颗恒星的距离足够近，只有1750万公里，只有不到0.12个天文单位，还不足水星轨道的一半。因此，只要距离足够远，它们的引力可以看成是一体的。显然，开普勒 47c就处在这样的位置上，几乎和地球轨道差不多。由于两颗恒星都比太阳小，所以它们两个加一起也无法提供太阳的热量和引力，让开普勒 47c变成了一颗宜居带行星。 另外，Paul Sutter也讨论了另一种情况，那就是行星只围绕其中一颗恒星作稳定公转的可能性。但是，新的问题又会产生了：这颗行星可能绝大部分时间都处于白昼，黑夜非常短。对于地球生物来说，没有黑夜的生活是难以想象的，日落而息的生活不复存在，睡觉的时间可能靠随机选择。 你可能会说：地球的生物适应地球的时间，双星系统的生命可能偏偏就适应没有黑夜的生活呢！
没错，但是，这种情况下带来的问题绝不仅仅是光照那么简单。光照带来的不仅仅是明亮的可见光，还有紫外线、恒星风等辐射。对于地球生物来说，至少夜晚还有喘息的机会。我很好奇，系外生命能承受双倍辐射的伤害吗？因此，第一种情况下存在生命的可能性，实在是不高，只能寄希望于另一颗恒星非常非常遥远，以至于几乎可以忽略不计。 在讨论了这两种情况后，Paul Sutter指出：虽然有了开普勒 47c的例子，但可以看出，它存在于宜居带纯属偶然。如果我们把赌注压在这种偶然事件上，去寻找双星系统的系外生命，实在是非常困难的。 最后他也客观地指出：在这样不稳定、无规律性和强辐射的环境下，我们很难想象有复杂的生命可以演化出来。不过，从另一方面来讲，大自然从来都不会受到人类的想象力所限。因此，系外究竟有怎样的生命，谁又能说得准呢？
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发表于 2020-4-9 14:38:33
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