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來源：互聯網

比鄰星b（英語：Proxima Centauri b或Proxima b）是一顆太陽系外行星，位于南門二系統中的紅矮星比鄰星適居帶內，距離地球約4.2光年（1.3秒差距），在天球上位于半人馬座。

比鄰星b是已知距離太陽系最近的系外行星，也是已知距離最近的適居帶內系外行星。比鄰星b的質量大于或等于1.07±0.06?M??，繞恒星一周需要11.2天，軌道半長軸約為0.05天文單位。

根據觀測資料，比鄰星b相對于地球的運動速度大約為時速5千米。由歐洲南方天文臺（ESO）于2016年8月24日宣布，比鄰星b通過使用徑向速度方法研究其母星而得到證實。此外，這一發現引起了對整個阿爾法半人馬星系的興趣。

觀測歷史

英國赫特福德大學的天文學家米科·圖米從存檔中比鄰星的徑向運動資料中首次注意到比鄰星b的蛛絲馬跡。為了確認比鄰星旁這顆行星的存在，歐洲南方天文臺于2016年1月啟動“黯淡紅點”（Pale 紅色 Dot）計劃。

根據“黯淡紅點”的項目取得的數據，比鄰星有時會以每小時5公里的速度（相當于正常人的步行速度）靠近地球，有時又以相同速度遠離地球。如此微小的變化恰恰就在HARPS的探測范圍內，天文學家由此推算出徑向速度的重復周期為11.2天，進一步分析出，造成這種結果的原因可能是存在著一顆質量約為地球1.27倍的行星。相關的觀測是由兩組攝譜儀完成，分別是拉西拉天文臺ESO 3.6米望遠鏡的高精度徑向速度行星搜索器（HARPS）和甚大望遠鏡的紫外線與可見光階梯光柵攝譜儀（Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph，UVES）。

德國《明鏡》周刊于2016年8月12日出版的文章就泄露了歐洲南方天文臺的這項發現，并且相關傳聞迅速傳播。歐洲南方天文臺否認其與泄漏有關，并且在同年8月24日正式發表論文，宣布確認了行星的發現，但對之前“泄露”事件的相關信息一概拒絕提供更進一步的消息與評論。

行星特征

物理特征

比鄰星b是類地行星，質量大于或等于1.07±0.06?M??。實際質量則因為軌道傾角不明而無從得知，但低于3倍地球質量的幾率是90%。假設它是由巖石組成并且密度與地球相當的話，它的半徑至少是1.1 R⊕；如密度較低或真實質量大于質量下限，半徑將會更大。

軌道特征

比鄰星b的軌道周期11.86日，軌道半長軸約為0.05天文單位，即地球軌道半長軸的5%。相較之下，太陽系內距離太陽最近的行星水星的軌道半長軸為0.39天文單位。比鄰星b從母恒星接收到的輻射量是地球從太陽接收輻射量的65%，但是比鄰星b接受的X射線輻射量約是地球的400倍。比鄰星b距離母恒星夠近，因此可能被潮汐鎖定，即行星的公轉周期和自轉周期互相同步的現象。

母星比鄰星

比鄰星是南門二（半人馬座α）三星系統中的一顆恒星，相較于南門二雙星來說更靠近地球，因此被冠以“比鄰星”之名。距離為4.2426±0.0020光年（1.3008±0.0006pc），半人馬座比鄰星是一個多恒星系統的一部分，該系統的其他成員是半人馬座阿爾法星A和半人馬座阿爾法星B，它們構成了一個雙星子系統。雖然南門二是全天第四亮的恒星（-0.3等），但比鄰星的視星等卻只有11等，不僅無法用肉眼看到，連地面望遠鏡觀測它也不太容易。

比鄰星b的母星比鄰星是一顆紅矮星，輻射的可見光量僅為太陽的0.005%，平均約為太陽能量的0.17%。盡管輻射很低，但由于它的軌道很近，比鄰星b仍然接收到地球從太陽接收到的紅外能量的70%左右。比鄰星也是一顆耀斑星，它的光度在幾個小時內有時會變化100倍，它的光度平均為0.155±0.006L☉（與太陽相同）。

它的的質量相當于0.122 M⊙，半徑為0.154 R⊙，有效溫度為3,050±100開爾文，光譜類型為M5.5V。半人馬座比鄰星的磁場比太陽的強得多，強度為600±150G；它的磁場變化周期為七年。

表面狀況

大氣穩定性

比鄰星b接收到的輻射大約是地球的10-60倍，尤其是X射線。它在過去接收的XUV輻射量可能更高，累積的XUV輻射量是地球的7-16倍。紫外線和X射線輻射能夠有效蒸發大氣層，因為氫容易吸收這些輻射但不易失去輻射，在溫度升高后會以高速度從行星引力場中逸出。水分被分解成氫和氧，氫在行星的外逸層中加熱，直至逸出。氫逸出時，可能會帶走其他元素，如氧和氮。雖然氮氣和二氧化碳可以從大氣中逸出，但這一過程不太可能會顯著降低類地行星的氮氣和二氧化碳含量。

恒星風和日冕物質拋射對大氣的威脅更為嚴重。比鄰星b所受的恒星風量可能達到地球的4-80倍，其壓力約為太陽恒星風的1萬倍。強烈的紫外線和X射線輻射可能使火星的大氣層升至其磁場之外，從而增加因恒星風和物質拋射引起的損失。

在比鄰星b與恒星的距離處，恒星風的密度可能比地球周圍高出10到1,000倍，具體取決于比鄰星的磁場強度及其變化周期（比鄰星的磁周期可長達七年）。截至2018年，尚不清楚比鄰星b是否存在磁場，而其高層大氣可能擁有自己的磁場。根據比鄰星b磁場的強度，恒星風可能深入大氣層并造成剝離，這一過程在日常和年度時間尺度上變化很大。

氣候

比鄰星b位于其恒星的宜居帶內，比鄰星b從母恒星接收到的輻射量是地球從太陽接收輻射量的65%，但是比鄰星b接受的X射線輻射量約是地球的400倍。估計其地表最高溫度為240K，地表最低溫度為220K。比鄰星b的氣候受多種因素影響，包括軌道特性、恒星輻射光譜以及云層和霧霾的存在。

比鄰星b的大氣層可能存在兩種情況：一種是行星的水分已經凝結，氫氣流失到太空中，最終在大氣中留下氧氣和/或二氧化碳；另一種可能是行星擁有原始的氫氣大氣層，或者形成于離恒星更遠的區域，這樣可以減少水的逸出。因此，比鄰星b在早期歷史后可能保留了水。如果存在大氣層，可能會含有氧氣和二氧化碳等氣體。如果行星具有磁場，這些氣體與恒星的磁活動相互作用時，會產生可從地球觀察到的極光現象。

水

多種機制可以將水輸送到發展中的星球，但比鄰星b接收到的水量尚不清楚。Ribas等人在2016年的建模中表明，比鄰星b損失的海洋水量不超過一個地球海洋的水量，但后續研究表明，水的損失可能更為顯著。Airapetian等人在2017年的研究中得出結論，大氣層將在1000萬年內消失。然而，這些估計在很大程度上取決于大氣的初始質量，因此具有高度的不確定性。

適居性

有利條件

比鄰星b的位置在母恒星比鄰星的適居帶內。如果行星的大氣層條件與組成成分合適，就可以讓行星表面有海洋行星存在，由于比鄰星是顆紅矮星，質量僅為太陽的0.123倍，光度僅為太陽的1.55，表面溫度約2500攝氏度，不到太陽的一半，這使得比鄰星b仍然處于宜居帶內，比鄰星b的壽命可能已有49億年。其表面可能充滿巖石，地表溫度約為零下40攝氏度，可能有大氣層和液態水。比鄰星是質量只有太陽約十分之一的紅矮星，因此它的壽命可以達到3萬億至4萬億年，是太陽預估壽命極限（100億年）的300到400倍。

不利條件

比鄰星b的可居住性是一個頗具爭議性的議題，其中存在諸多需要考量的因素：半人馬座比鄰星的活動以及潮汐鎖定現象均會對適宜居住條件的建立構成阻礙。與XUV輻射有所不同，比鄰半人馬座b上的紫外線輻射更趨近于紅色，因而與有機化合物的相互作用或許更少，由此產生的臭氧數量也可能更少。與之相反，恒星活動可能致使臭氧層被消耗殆盡，進而使紫外線輻射上升至危險水平。依據其偏心率的差異，該行星的部分軌道可能處于宜居帶之外。氧和一氧化碳有可能在比鄰星半人馬座b的大氣中累積至有毒的數量。

倘若存在海洋，潮汐或許會引發沿岸景觀的洪水泛濫以及干涸現象，進而觸發有利于生命發展的化學反應；有助于生物節律的進化，例如晝夜循環，而在沒有晝夜循環的潮汐鎖定行星上，這種生物節律通常不會出現；能夠混合海洋，實現營養物質的供應與重新分配；刺激海洋生物的周期性擴張，如同地球上的赤潮現象。另一方面，半人馬座比鄰星等紅矮星的壽命相較于太陽要長得多，是宇宙預估年齡的數倍之多，故而可為生命提供充裕的發展時間。比鄰半人馬座發出的輻射不適宜進行氧氣產生的光合作用，但足以支撐無氧光合作用，然而目前尚不清楚如何才能夠探測到依賴無氧光合作用的生命。2017 年的一項研究估計，比鄰半人馬座b生態系統基于光合作用的生產力或許約為地球的 20%左右。

觀測與探測

截至2021年，由于與比鄰星的距離太小，尚未對比鄰星b進行直接成像。從地球的角度看，它不太可能凌日；所有勘測都沒有發現比鄰星b凌日的證據。Breakthrough Listen項目對該恒星進行了監測，以發現可能的無線電信號。

未來的大型地面望遠鏡和天基觀測站，如詹姆斯·韋伯空間望遠鏡太空望遠鏡和南希·羅曼太空望遠鏡，可以直接觀測半人馬座比鄰星b，因為它距離地球很近，但要將這顆行星與它的恒星分開會很困難。從地球上觀測到的可能特征有：海洋星光的反射、大氣氣體和霧霾的輻射模式以及大氣熱傳遞。

即使是人類建造的速度最快的航天器也需要很長時間才能完成星際旅行；旅行者2號探測器需要大約75,000年才能到達比鄰半人馬座。在人類的生命期限內到達比鄰星b的可能技術包括太陽帆，其速度可達到光速的20%；問題在于探測器到達比鄰半人馬座系統時如何減速及如何避免星際粒子的碰撞。

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