比邻星是距离太阳最近的恒星。它沿着一个椭圆的轨道，围绕半人马座α星A/B公转，周期约是547 000年。它与半人马座α星A/B之间的距离在4000-13000天文单位（AE）之间，在天空中的角距离大约在0.7-2.2°之间变化。

长久以来我们只能根据迹象推测，距离我们最近的恒星，比邻星（半人马座α星C）和半人马座α星A/B，是通过引力相互连结的。现在科学家们给出了确定的证据：比邻星围绕半人马座α星A/B运动，其公转周期约为55万年。

简报—关于比邻星和半人马座α星A/B

双星半人马座α星A/B和比邻星组成一个三体系统。它们在65亿年前诞生，略微比太阳系早一些。现在半人马座α星A和B之间的角距离大约是7角秒，比邻星距离它们大约是2度，13000天文单位（AE），距离我们比半人马座α星A/B近7800 AE。

比邻星和半人马座α星A/B属于一个整体。来自巴黎狄德罗大学的科学家Pierre Kervella，根据他发表在学术期刊《天文和天体物理》上的新计算，得出了这个结论。距离我们最近的恒星——比邻星，是被半人马座α星A/B组成双星系统的引力所牵引，因而组成了一个不一样的三体系统。半人马座α星A/B距离我们只有4.37光年，所以或多或少的与我们的太阳相似。半人马座α星A发出黄光，半人马座α星B发出橙色的光。而在我们的肉眼看来，它们是夜空中第三亮的一颗星星（南门二）。半人马座α星A与B的互相绕行周期约是80年。

半人马座α星A/B（南门二）是全天第三亮星。在这张由哈勃空间望远镜搭载的Planetary Camera 2相机拍摄的图像中，可以看到半人马座α星A和B之间大约有17角秒的距离。肉眼看上去它们就是一颗-2.7星等的亮星。现在，2017年，它们之间只有6角秒的距离。比邻星被双星系统的引力连结，在这个图片范围更远的地方。它们一同组成了一个三体系统。

比邻星：被发现的102年

比邻星只有木星的1.5倍大小，而且肉眼是不可见的。它的光度只有太阳的0.2倍。所以这并不令人惊奇：即使比邻星距离我们只有4.24光年，直到1915年它才被人们发现。

在20世纪初比邻星发现后，天文学家们就注意到了，比邻星在双星系统的附近，并且它还向着双星系统运行。这纯属巧合吗？可能性很小。因此这个双星系统实际上是一个系统的一部分。但一直以来都只是一个推断的结论，缺少确定的证据。

自从几个月前发现比邻星拥有一个在宜居带内的行星，解释这个问题就变得迫切了。行星的表面有可能存在液态的水。除此之外有一个重大的计划，让“我们”先到比邻星那里去看看。突破摄星项目（Breakthrough Initiatives Starshot）计划制造一个20%光速的纳米宇宙探测器，让它横贯宇宙前往比邻星。该项目与欧洲南方天文台合作，而且还会动用他们的甚大望远镜，用于半人马座α双星系统中行星的探测。

突破摄星计划，目标是研发小质量，高速的宇宙飞行器。计划由激光推进飞行器，以20%光速的速度大约20年的时间前往半人马座α星。

但是前往这样一个双星或三星的系统旅行？人们发现，即使它们距离我们很近，但这却意外的困难。最主要的是，比邻星只有11的视星等，十分的暗弱。天文学家们需要高精确度的数据，比如说比邻星的径向速度，相对于我们如何运行。径向速度能帮助我们计算出光谱的多普勒效应。而在多普勒效应的帮助下，天文学家们能够追踪系外行星。

精确的径向速度

为了确定径向速度，Pierre Kervalla和他的同事们使用了欧洲南方天文台在智利阿他加马沙漠，用于寻找系外行星，并在此领域有出色观测能力的3,6米口径望远镜和HARPS摄谱仪的数据。有了这些数据，研究者们首次精确的确定的比邻星的径向速度：-21,7km/s（负号表示它在现在正在向着我们运动）。半人马座α星A/B的径向速度是-22.39km/s。从这两个数据可以推出它们之间的相对运动情况。

此外还需要注意干扰源的存在，恒星谱线的移动：一方面，是被称作对流蓝移的效应。这是由于在恒星表面的星际物质对流产生的。当恒星内部的高温物质增多，它会大面积的吸收下沉的较冷的物质，使其自身的谱线向蓝端移动。一颗恒星越大，温度越高，这种效应就会越强，越容易被注意到。因此这个效应在半人马座α星A/B上一直能被注意到，而却忽略了比邻星。另一方面，重力红移效应也起着作用，恒星的光线由于自身的重力而红移。算上这两种效应，比邻星至少有504m/s的速度。

三颗恒星事实上是互相连结的，因为它们之间的相对速度没有超过已知的极限值。系统运动具备的能量大于由于重力形成的势能。在现有的情况下这个极限值大概是545m/s。比邻星和半人马座α星A/B现在正以293m/s的速度互相远离。

图表展示了比邻星绕半人马座α星A/B的三维运行轨迹（蓝色），水平的是银河系平面，另外两个平面垂直于银河系平面。虚线的轨迹是平面上的投影。现在比邻星以-21.7km/s的速度向我们靠近。

Kervalla和他的同事们同样能确定比邻星的运行周期。比邻星沿着一个椭圆的轨道，围绕半人马座α星A/B双星的周期约是547 000年，它们之间最近能达到5270天文单位（AE）。而现在比邻星正在半人马座α星A/B的最远点附近，大约是12900 AE。

除此之外，这些恒星大约都在60亿年前诞生，在组成上几乎无异。它们组成同一性的证明有可能可以帮助我们更清楚的了解比邻星的系外行星的诞生和成长：至少，能给出行星表面是否有液态水存在的可能。

作者：弗朗西斯科 · 康尼泽（Franziska Konitzer）

文章来源：<Sterne und Weltraum> 2017.04

翻译（德文）：系外行星地瓜君

校对：牛廷林

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