Wie sieht der nächste Nachbar der Sonne aus? Gibt es Trisolaraner auf Proxima Centauri?

Proxima Centauri ist der dem Sonnensystem am nächsten gelegene Stern. Die Trisolaraner in Liu Cixins Roman „Die Dreikörner“ sind intelligente Lebensformen, die in einem solchen System leben. Natürlich ist das nur Science-Fiction, aber viele Science-Fiction-Geschichten sind wissenschaftliche Vorhersagen über die Zukunft. Gibt es also da draußen wirklich Trisolaraner?

Lassen Sie uns heute dieses Samsung-System sezieren und sehen, wie es aussieht.

Proxima Centauri ist der jüngste der drei Sterne.

Alpha Centauri, auch bekannt als Alpha Centauri, ist ein Dreifachsternsystem, das aus drei Sternen besteht, nämlich Alpha Centauri A, Alpha Centauri B und Alpha Centauri C. Später werde ich sie manchmal als den ältesten, den zweiten und den dritten bezeichnen, also lassen Sie sich nicht verwirren. Dieses Dreifachsystem ist etwa 4,3 Lichtjahre entfernt.

Die Masse der drei Brüder beträgt: Der älteste ist etwa 1,1-mal so groß wie die Sonne, der zweite etwa 0,9-mal so groß wie die Sonne. Das heißt, die beiden Brüder haben eine ähnliche Masse wie die Sonne und auch ihre Oberflächentemperatur und Helligkeit sind ähnlich. Der älteste ist etwas heller als die Sonne.

Wie das Sprichwort sagt, sind die neun Söhne eines Drachen alle unterschiedlich. Der dritte Sohn wurde im selben Sternensystem wie der älteste und der zweite Sohn geboren, aber sie sind so unterschiedlich wie Wu Song und Wu Dalang. Der dritte Stern C ist nur ein roter Zwerg, sehr klein, mit einem Radius von weniger als 1/3 des Sonnenradius, also etwa 200.000 Kilometern, einer Masse von nur etwa 12 % der Sonne, einer Oberflächentemperatur von etwa der Hälfte der Sonne und einer Helligkeit von 1/18.000 der Sonne.

Die absolute Helligkeit von Alpha Centauri A beträgt 4,45 und die scheinbare Helligkeit 0,01; die absolute Helligkeit von Alpha Centauri B beträgt 5,71 und die scheinbare Helligkeit 1,33; Die absolute Helligkeit von Proxima Centauri beträgt 15,49 und die scheinbare Helligkeit liegt bei etwa 11. Je kleiner die Helligkeit, desto heller ist er, und je negativer er ist, desto heller ist er. Der Helligkeitsunterschied zwischen den einzelnen Größenklassen beträgt das 2,512-Fache und die niedrigste Größenklasse, die das menschliche Auge wahrnehmen kann, ist die 6.

Daraus können wir ersehen, dass der älteste und der zweite Stern im Sternbild Nanmen sehr helle Sterne sind, die mit bloßem Auge am Nachthimmel sichtbar sind. Unter den hellen Sternen am Himmel belegen sie den 6. bzw. 20. Platz. Obwohl der dritte Stern Proxima Centauri uns am nächsten ist, kann er mit bloßem Auge nicht gesehen werden.

Die Positionen und Bewegungsmuster der drei Brüder von Nanmen II

Die aktuelle Position dieser drei Sterne ist, dass der dritte uns am nächsten ist, nur 4,24 Lichtjahre entfernt, daher wird er Proxima Centauri genannt, was so viel bedeutet wie „nächster Nachbar“. Die Welt ist so weit weg, dass sie uns nah erscheint. Stern A und Stern B sind weiter von uns entfernt, etwa 4,37 Lichtjahre.

Das Bewegungsmuster dieser drei Sterne besteht darin, dass der älteste und der zweitgrößte Stern einander umkreisen, während der drittgrößte Stern mit einer Exzentrizität von 0,5179 um den ältesten und den zweitgrößten Stern kreist. Die größte Entfernung zwischen den beiden Sternen beträgt etwa 35,6 AE (astronomische Einheiten) oder 5,33 Milliarden Kilometer, was weniger ist als die durchschnittliche Entfernung von der Sonne zu Pluto. und die geringste Entfernung beträgt nur 11,2 AE (1,68 Milliarden Kilometer), was nur der Entfernung zwischen Sonne und Saturn entspricht.

Saturn und Pluto sind beides Planeten im inneren Sonnensystem, aber Alpha Centauri A und Alpha Centauri B sind zwei mit der Sonne vergleichbare Sterne. Da sie sich in so geringer Entfernung umkreisen, kann man sich die Gravitationswirkung zwischen ihnen vorstellen. Die beiden Sterne umkreisen einander mit einer Periode von etwa 79,91 Erdenjahren.

Proxima Centauri umkreist den ältesten und zweitgrößten Stern. In den Anfangsjahren gab es in der wissenschaftlichen Gemeinschaft Kontroversen darüber, ob Proxima Centauri zu diesem Sternensystem gehörte. Im Jahr 2017 führte ein Wissenschaftlerteam präzise Messungen der radialen Bewegung von Proxima Centauri durch und bestätigte damit, dass Proxima Centauri um die Sterne A und B kreist. Somit ist Proxima Centauri der kleine Bruder dieses Dreifachsternsystems.

Proxima Centauri benötigt 547.000 Jahre für eine Umlaufbahn um die Sterne A und B, mit einer Exzentrizität von etwa 0,5. Seine größte Entfernung von den Sternen A und B beträgt 0,22 Lichtjahre (13.000 Astronomische Einheiten), also etwa 1,95 Billionen Kilometer.

Der Mensch hat noch immer kein intuitives Verständnis für Exoplaneten

Gibt es Leben auf Alpha Centauri? Es ist noch nicht sicher. Denn heute können Menschen nicht nur nicht mehr zum Unglücksort gehen, um einen Blick darauf zu werfen, sie können auch mit dem größten Teleskop nicht erkennen, wie es dort aussieht. Der minimale Auflösungswinkel des menschlichen Auges beträgt etwa 1' (1 Bogenminute), was bedeutet, dass das Objekt, egal wie weit oder nah es ist, einen Winkel von 1' haben muss, wenn es die menschliche Netzhaut erreicht. 1° (1 Grad) ist 1/360 eines Kreises und 1' ist 1/60 von 1°. Es ist dieser große Winkel, den das menschliche Auge wahrnehmen kann.

Da die Sterne zu weit von uns entfernt sind – der nächste ist mehr als 4 Lichtjahre entfernt – sind fast alle Sterne für das menschliche Auge nicht als kreisrunde Flächen erkennbar. Selbst mit dem modernsten astronomischen Teleskop lässt sich der Winkel nicht auf 1 Fuß erweitern, sodass nur ein heller Fleck zu sehen ist. Der einzige Stern, der bislang eine kreisrunde Oberfläche zu haben scheint, ist Beteigeuze, denn dieser Stern ist nicht allzu weit von uns entfernt, sein Durchmesser beträgt jedoch das Tausendfache des Sonnendurchmessers.

Daher hat die Menschheit inzwischen mehr als 4.000 Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckt, von denen keiner „gesehen“, sondern „erraten“ wurde. Manche Leute sagen vielleicht, es stelle sich heraus, dass Wissenschaftler genau wie ich seien und die Wassermenge blind anhand von ein paar Eimern schätzen würden. Tatsächlich handelt es sich bei den „Vermutungen“ der Wissenschaftler nicht um zufällige Vermutungen, sondern um Berechnungen.

Wie Astronomen nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems suchen

Derzeit gibt es zwei Hauptmethoden zur Beobachtung von Exoplaneten: die Transitmethode und die Gravitationsstörungsmethode. Beide Methoden erfordern den Einsatz hochtechnologischer astronomischer Teleskope zur Beobachtung.

Bei der Transitmethode wird die Helligkeit eines Sterns beeinflusst, wenn sich ein Planet zufällig in die Mitte der Sichtlinie eines Menschen bewegt, der einen Stern beobachtet. Durch Berechnung dieses Einflusses und der Periode der Lichtvariation können wir feststellen, ob es sich um einen Planeten handelt, sowie seine ungefähre Größe, seine Entfernung und seine Umlaufzeit.

Die Berechnung der Gravitationsstörungsmethode basiert auf dem Gesetz der universellen Gravitation. Die Gravitationskraft zwischen Sternen und Planeten führt zu bestimmten Änderungen in der Bewegung der Sterne. Basierend auf der Größe und Periodizität dieser Änderung können die Masse und Entfernung des Sterns sowie damit verbundene Parameter seiner Bewegung berechnet werden.

Die kombinierte Anwendung dieser Methoden kann zu recht genauen Ergebnissen führen. Daher gibt es häufig Berichte über die Entdeckung einer Art ältestem oder zweiten Cousin der Erde, aber die meisten dieser „Verwandten“ sind weit hergeholt und niemand weiß, wie ähnlich sie sich sind.

Obwohl diese Methoden die ungefähre Entfernung zwischen dem Planeten und dem Stern berechnen und somit feststellen können, ob er sich in der bewohnbaren Zone befindet, können sie nicht erkennen, ob es dort Leben gibt. Selbst in der bewohnbaren Zone wird nicht unbedingt Leben entstehen und sich entwickeln. Beispielsweise sind Venus und Mars in die bewohnbare Zone der Sonne eingetreten oder hatten die Möglichkeit dazu, aber es konnte kein Leben entstehen.

Nur Zivilisationen über Level 2 können von uns erkannt werden.

Mit der uns heute zur Verfügung stehenden Technologie können wir kein Leben außerhalb des Sonnensystems beobachten, geschweige denn Leben mit einer Zivilisation, die so hoch entwickelt ist wie die unsere. Nur wenn diese Zivilisation in der Lage ist, die Bewegung und Lichtveränderungen von Sternen zu beeinflussen, etwa durch die Schaffung einer Dyson-Sphäre, die sich um einen Stern wickelt, kann sie durch Beobachtung entdeckt werden. Diese Art von Zivilisation muss mindestens Stufe 2 erreichen, Wissenschaftler schätzen jedoch, dass die menschliche Zivilisation derzeit nur Stufe 0,73 erreicht hat.

Voyager 1, das in den 1970er Jahren von der NASA gestartet wurde, machte ein atemberaubendes Foto, als es 6,4 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt war. In diesem riesigen Weltraum wurde die Erde zu einem dunklen Fleck von nur 0,12 Pixeln Größe, kleiner als ein Staubkorn in der Sonne. Und auf diesem Staubkorn im Weltraum gibt es mehr als 7 Milliarden Menschen, die essen, trinken, defäkieren, urinieren und miteinander kämpfen. Es ist erschreckend, darüber nachzudenken.

Der nächstgelegene Stern ist 4,3 Lichtjahre entfernt, was dem 6.356-fachen der Entfernung von 6,4 Milliarden Kilometern entspricht. Selbst das größte moderne Teleskop kann dieses Staubkorn nicht sehen. Wie können wir wissen, ob es dort draußen eine Zivilisation wie die Menschheit gibt oder sogar noch niedrigere Lebensformen als diese?

Daher bleibt es eine Vermutung, ob es im Sternensystem Alpha Centauri Leben gibt.

Die aktuelle Grundtheorie besagt, dass Leben auf Sternen nicht existieren kann und nur auf Planeten entstehen kann. Um den ältesten und zweiten Stern von Alpha Centauri wurden keine Planeten gefunden. Es gibt nur eine zirkumstellare Scheibe, eine Staubscheibe, die sich um den Äquator des Sterns bildet.

Die Gesamtmasse dieser Staubpartikel beträgt etwa ein Millionstel bis ein Zehnmillionstel der Masse des Mondes. Die Masse des Mondes beträgt 1/81 der Erde. Wenn sich also alle diese Staubpartikel zu einer Kugel mit der Dichte des Mondes verdichten, beträgt der Durchmesser nur noch 16 Kilometer. Es ist unmöglich, dass auf einem solchen Ball Leben entsteht.

Allerdings wurden nun bei Proxima Centauri, dem weit entfernten jüngeren Bruder der beiden Großen, zwei Planeten entdeckt. Gemäß den Regeln zur Benennung von Planeten wurden sie Proxima b und Proxima c genannt. Proxima b hat eine Masse, die etwa 1,17- bis 1,3-mal so groß ist wie die der Erde. Es handelt sich um einen felsigen terrestrischen Planeten, der etwa 0,49 AE (7,35 Millionen Kilometer) von Proxima Centauri entfernt ist und eine Umlaufzeit von 11 Tagen hat. Proxima c hat eine Masse, die etwa siebenmal so groß ist wie die der Erde. Es handelt sich um einen Gasplaneten, der als Mini-Neptun gilt. Sein Umlaufradius beträgt etwa 1,49 AE (223,5 Millionen Kilometer) und seine Umlaufzeit beträgt 1928 Tage (etwa 5,28 Erdenjahre).

Gibt es also Leben auf diesen beiden Planeten? Lassen Sie es uns analysieren.

Proxima b ist der Stern mit der höchsten Wahrscheinlichkeit, Leben zu beherbergen

Weil sich Proxima b in der bewohnbaren Zone befindet. Die sogenannte bewohnbare Zone bedeutet, dass sich der Planet in angemessener Entfernung von seinem Mutterstern befindet. Die Strahlung des Sterns ermöglicht es dem Planeten, eine weder zu heiße noch zu kalte Temperatur aufrechtzuerhalten, die für die Existenz von flüssigem Wasser geeignet ist. Da Proxima Centauri eine geringe Leuchtkraft und Temperatur aufweist, ist die Temperatur in einer Entfernung von 7 Millionen Kilometern genau richtig.

Da er sich in der bewohnbaren Zone befindet, glauben einige Wissenschaftler, dass auf diesem Planeten Leben möglich ist. Tatsächlich liegt Proxima b jedoch zu nahe an Proxima Centauri und ist seit langem gezeitengebunden, d. h. eine Seite ist Proxima Centauri immer zugewandt und die andere Seite von Proxima Centauri abgewandt. Auf diese Weise ist es auf der einen Seite immer Tag, sie wird von der heißen Strahlung der Sterne gebacken und die Temperatur wird immer bei Hunderten von Grad Celsius gehalten; während die andere Seite immer im Dunkeln liegt, in der bitteren Kälte von über 100 Grad Celsius unter Null.

Selbst wenn also tatsächlich Leben auf diesem Planeten entstehen könnte, könnte es nur in seiner Dämmerungszone entstehen, die die Grenze zwischen Tag und Nacht bildet. Die Temperatur in diesem Bereich kann über 0 °C steigen, es könnte also flüssiges Wasser vorhanden sein.

Aber selbst wenn es Leben gibt, ist die Umgebung, in der es existiert, sehr rau

Obwohl Proxima Centauri mit etwa 4,85 Milliarden Jahren älter ist als die Sonne (die Sonne ist etwa 4,6 Milliarden Jahre alt), hat die Sonne bereits ein mittleres Alter erreicht, während Proxima Centauri noch ein Säugling ist. Dies liegt daran, dass Proxima Centauri eine kleine Masse hat und die Kernfusion in seinem Zentrum viel sanfter abläuft als die der Sonne, sodass der Brennstoffverbrauch sehr gering und die Lebensdauer extrem lang ist. Proxima Centauri hat eine Lebensdauer von etwa 3 bis 4 Billionen Jahren und ist jetzt erst 4,8 Milliarden Jahre alt. Ist das nicht seine Kindheit im Vergleich zu seiner Lebensdauer?

Studien haben ergeben, dass Rote Zwerge in der frühen Phase ihrer Entstehung eine extrem intensive Aktivität auf der Oberfläche aufweisen und es häufig zu gewaltigen Ausbrüchen kommt. Proxima Centauri ist nur 7 Millionen Kilometer vom Hauptstern entfernt. Die von der Flare ausgesandte hochenergetische Röntgen- und Ultraviolettstrahlung wird alles auf der sonnenzugewandten Oberfläche von Proxima Centauri b zerstören. Darüber hinaus beträgt seine Umlaufzeit nur 11 Tage, was einer so hohen Geschwindigkeit entspricht, dass der Sturm auf ihm viel größer wäre als auf der Erde. (Das obige Bild zeigt das Verhältnis der Sonne von der Erde aus gesehen und Proxima Centauri von Proxima b aus gesehen)

Selbst wenn also in der Dämmerungszone von Proxima b Leben entstanden wäre, wäre die Zerstörung, die es erlitten hätte, viel schlimmer gewesen als die der Erde.

Proxima c ist mehr als 220 Millionen Kilometer von Proxima Centauri entfernt. In einem so dunklen und kalten Sternensystem und in so großer Entfernung ist es wie eine Eiskugel. Die Oberflächentemperatur beträgt mehr als 200 Grad Celsius unter Null und es handelt sich zudem um einen Gasplaneten. Es ist grundsätzlich unmöglich, Leben zu gebären.

Proxima b wird nicht die sengende Atmosphäre der drei Sonnen haben, die im Roman „Das Drei-Körper-Problem“ beschrieben wird.

Im Roman „Die drei Sonnen“ ist das Leid der Trisolaraner sogar noch schlimmer als das oben auf Proxima b beschriebene. Die drei Sonnen versengen abwechselnd die Erde, und manchmal erscheinen alle drei Sonnen gleichzeitig, wobei die Flammen alles auf dem Boden verbrennen. Tatsächlich wird diese Situation bei Proxima b jedoch nicht eintreten, denn obwohl Proxima b nicht weit von Alpha Centauri A und Alpha Centauri B entfernt ist (nur 0,22 Lichtjahre entfernt), wird es von diesen nicht verbrannt.

Mal sehen, wie hell Alpha Centauri A von Proxima b aus ist.

Die Umrechnungsformel zwischen absoluter Helligkeit und scheinbarer Helligkeit lautet: m=M-5log(d0/d), wobei m die scheinbare Helligkeit, M die absolute Helligkeit, d0 10 Bogensekunden (etwa 32,6 Lichtjahre) und d die tatsächliche Entfernung des Himmelskörpers ist.

Die absolute Helligkeit von Alpha Centauri A beträgt 4,45. Wenn wir es in die Formel einsetzen, können wir daraus schließen, dass die Helligkeit von Alpha Centauri A von Proxima Centauri b aus, das 0,22 Lichtjahre entfernt ist, -6,4 beträgt und der zweitgrößte Stern sogar noch schwächer ist als der größte. Die Helligkeit des Mondes beträgt von der Erde aus gesehen -12,7 Magnituden. Der hellste Stern am Nachthimmel ist der Planet Venus, der an seiner hellsten Stelle eine Helligkeit von -4,7 hat.

Daher ist der Stern A, den wir sehen, nur geringfügig heller als die Venus und fast 400-mal kleiner als der Mond. Wie kann eine solche Helligkeit so sengend sein? (Siehe Bild unten)

Wenn es also tatsächlich Trisolaraner auf Proxima b gibt, werden sie, egal wie rau ihre Lebensumgebung ist, nicht von drei Sonnen versengt wie im Roman „Das Drei-Körper-Problem“. Noch reinere Fiktion ist die Geschichte der sogenannten Dreikörperflotte, die die Erde erobert. Eine technologische Zivilisation unterhalb der Stufe zwei ist nicht zu interstellaren Reisen über große Entfernungen fähig.

Das habe ich auch in der Vergangenheit gesagt. Wenn Außerirdische tatsächlich auf die Erde kommen, müssen sie der menschlichen Zivilisation technologisch weit voraus sein, um dazu in der Lage zu sein. In diesem Stadium ist es Unsinn, davon zu sprechen, dass die Menschen einer außerirdischen Invasion Widerstand leisten.

Das ist alles, was ich zu sagen habe. Was denken Sie? Willkommen zur Diskussion. Vielen Dank fürs Lesen.

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