“金凤花”，可能成为人类在太阳系外的理想家园

前不久，美国宇航局网站的哈勃望远镜专栏有一篇报道引起了大家的关注，他们提出一个新的想法：金凤花恒星可能是未来星际殖民的应许之地。那么，金凤花恒星为人类寻找新家园带来了哪些希望？人类到底能否在其他行星系发现宜居的家园呢？

图为太阳系外金凤花区域行星与地球对照图

寻找宜居系外行星

地球是人类的家园，在太阳系八大行星中，地球有大小适中的质量，既不至于因引力太小而导致大气逸散殆尽，又不至于大气过于浓密；地球和太阳的距离也远近适中，让地球保持着适当的温度，表面有液态水存在，为生命的出现和繁衍提供了可能。总而言之，太阳系唯有地球拥有适合人类繁衍生息的环境。

太阳系说起来很大，却相当荒芜，火星是被大家公认的最适合殖民的行星，但它引力小、大气密度低，和火星一比，不要说撒哈拉大沙漠，就算是南北极都成了人间乐土。因此，人类要寻找更适合移居的新家园，只能把目光投向太阳系以外。

2009年3月6日，美国将开普勒望远镜发射升空，到2018年10月30日正式退役。它在服役期间发现了大量系外行星。

系外行星在天文学上是个新事物，直到20世纪90年代，人类才发现了第一颗系外行星。随着人类天文望远镜技术的进步和性能的增强，尤其是被誉为“行星猎手”的美国开普勒望远镜的发射，系外行星的数量出现井喷。截止到今年4月26日，人类已经确认了4152颗系外行星，它们大部分是使用凌日法发现的。那么，什么是凌日法呢？

具体地说，就是当行星从环绕的恒星前方经过时，会让恒星亮度减弱，这种周期性的光变虽然微弱，却为探测遥远的系外行星提供了可能，是我们寻找另外一个地球家园的主要手段。

著名的开普勒-186f和开普勒-452b行星都曾被称为“地球2.0版”，它们的参数和地球比较相似，就是开普勒望远镜通过凌日法发现和确认的。

虽然人类发现了开普勒-452b与地球高度相似，很有可能存在着生命，但人类并没有开始探索这颗星球。

我们的地球孕育了近40亿年的生命，人们在搜索系外宜居行星的过程中，先入为主地寻找类似太阳的黄矮星，认为类日恒星周围存在宜居星球的可能性更大。

不过，近30年的搜寻结果，也就是开普勒-452b等几颗行星。最近几年发现的开普勒-186f和开普勒-1649c等宜居行星，反而是在红矮星周围出现的。这些事实在提醒我们，宜居的系外行星可能另有出处，要在太阳系外寻找新的家园，切勿简单地用太阳系的模子生搬硬套。

独特的金凤花恒星

前不久，美国宇航局网站的哈勃望远镜专栏有一篇文章提出了一个新的想法：金凤花恒星可能才是未来星际殖民的应许之地。

金凤花这个典故来自美国民间童话故事，故事里的主角喜欢恰到好处的东西，因此美国人常用金凤花形容“刚刚好”的事物，而金凤花恒星恰恰是一颗距宜居带远近适中，活动也不太剧烈的恒星。科学家们认为，拥有金凤花恒星做母星的那些宜居行星，很可能是适合人类殖民的新家园。

有趣的是，天文学家早就把恒星的宜居轨道区域称为金凤花带，金凤花带和恒星的距离远近适中，那里的系外行星温度合适，表面可能存在液态水，可供滋养我们熟知的生命。

一些天文爱好者表示，“刚刚好”这个名字来形容这颗行星中庸至极，简直是什么也没说。金凤花带的关键是行星表面温度刚刚好，适合液态水的存在。让我们看看金凤花恒星到底有什么奥秘吗？

美国宇航局的报道进一步提出，比太阳的温度略低，亮度也较低，被归类于K型橙矮星的恒星，那才是真正的金凤花恒星。

这张图比较了银河系中G型恒星、M型红矮星和K型矮星的不同特征

宾夕法尼亚州维拉诺瓦大学教授爱德华·吉南指出，银河系中类日的G型黄矮星只占约6%；最多的是M型红矮星，占比高达73%；而K型橙矮星比例为13%。

M型红矮星数量虽然最多，但它的宜居带范围太小且距离恒星太近，红矮星发出的致命性X射线和紫外线等高能辐射密度，高达太阳的80~500倍，超强耀斑活动严重影响甚至能剥离行星的大气。

对比之下，K 型橙矮星发出的高能辐射密度只有太阳的5~25倍，基本是在生命适应的范围内。而G型类日恒星数量最少，而且寿命较短，比如我们的太阳只有100亿年的寿命，而 K型橙矮星寿命一般有150~450亿年。

矮星的颜色是根据表面温度而来的，温度越高，表现越蓝，即蓝矮星；温度低，表现就为红色，即橙矮星。

静态的恒星寿命远不能体现K型橙矮星的优势，随着太阳越来越热和越来越亮，金凤花带将不断外移，10~20亿年后，地球会失去海洋甚至大气，而太阳的100亿年寿命里，K型橙矮星亮度只增加了10%~15%，这为生命产生和进化出高等生物提供了更多的可能。

总而言之，M 型红矮星数量最多，但环境高危；G型恒星的环境最宜居，但数量少且宜居时间短；而K型橙矮星融合了以上两者的优势。综合考虑恒星数量、致命辐射密度恰到好处，并且其宜居时间占据了最好的位置，难怪被称为金凤花恒星了。

人类未来的新家园

美国宇航局的报道称K型橙矮星为金凤花恒星。其实，K 型橙矮星很早就被天文学家们关注了。早在2011年，天文学家们就发现了名为Gliese370的橙矮星，宜居带内有一颗编号Gliese370b的宜居行星，这颗行星质量超过地球的两倍，其表面可能存在液态水，现在来看也是宜居行星的最佳选项之一。

橙矮星的表面温度较低，耀斑活动较少，亮度变化也不大，宜居带的行星有更漫长和更稳定的生命进化条件，对于生命来说，它比太阳这样的G型黄矮星更合适生存。

有专家认为，橙矮星的宜居行星上很可能存在生命，在漫长的演化时间中，甚至可能出现过比地球更繁荣和多样化的生物圈。

值得一提的是，橙矮星周围的宜居行星，生物圈并非是地球的翻版。由于橙矮星亮度低，宜居行星上的光照比地球上更阴暗，更类似于热带雨林地表的幽暗环境，植物的颜色可能是更深的蓝色或蓝绿色，而不是像地球上那样的靓丽绿色，这样的生物圈想想就很有趣。

船帆座的Gliese370橙矮星距离太阳约36光年。虽然距离遥远，但那儿的橙矮星数量多，在更靠近太阳的位置上，还有多颗宜居的橙矮星，可能会成为今后人类的新家园。

无论是十多年前的影片《阿凡达》还是去年热映的影片《流浪地球》，都把舞台放在半人马座α系统，那是一个三星系统，其中半人马座α星C是距离地球最近的比邻星，而半人马座α星B是一颗橙矮星，天文观测显示它周围很可能存在行星环绕，甚至存在宜居行星。

半人马座α星系列与太阳对比图

《阿凡达》当年设定的潘多拉星球位于半人马座α星A，是一个环绕巨型气体行星运行的卫星，但现在我们发现，相比更大的半人马座α星A，橙矮星半人马座α星B恐怕是更合适的生命孕育地。美国宇航局的专家发现，它周围可能存在多颗类地行星，其中一颗恰好处于宜居的金凤花带内，它很有可能将成为我们人类未来星际移民的第一站。

文/张雪松

原标题：《“金凤花”，可能成为人类在太阳系外的理想家园》

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