太阳系附近,哪个恒星系是最有优先殖民价值的?

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edison1007 发表于 2023-10-13 17:04:46|来自:北京 | 显示全部楼层 |阅读模式
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范围几十光年内。
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hyc1200 发表于 2023-10-13 17:05:07|来自:北京 | 显示全部楼层
天仓五,鲸鱼座τ星。它的宜居条件比三体里的南门二优越太多了。
1,天仓五的质量等于太阳的81%,光度是太阳的60%,表面温度仅比太阳低400℃。按光谱定位它处于G型黄矮星的下限,也就是说如果它再暗点就属于K型橙矮星了。
虽然比太阳稍暗,但天仓五的光热能力足以超过大多数恒星了(太阳的光热能力就超过了85%的恒星)。流浪地球只要运行在离天仓五更近的位置(大约是金星对太阳的距离)就可以达到和现在差不多的气温。根据推算,如果流浪地球距离天仓五一个天文单位,那么流浪地球的平均气温为8.43℃,和现实的地球温度非常相近。
2,天仓五没有伴星,这是它相对于南门二双星最大的优势之一。双星的引力非常容易干扰行星的公转轨道,致使行星要么撞向母恒星,要么撞向其他行星,要么直接被甩出恒星系。
天狼星的伴星B曾经就是质量比太阳大5倍的恒星,但B星在1.5亿年前红巨星爆炸,导致最后只剩下一颗白矮星。如果天狼星周围有行星生命存在,那么这次大爆炸极大概率把生命给烧没了。
3,天仓五和太阳一样比较稳定,只有很少的恒星变异,没有南门二B和比邻星那么可怕的恒星风暴。
类似比邻星这样的M型红矮星有非常频繁的氦闪。又因为红矮星太小太暗,所以宜居行星必须离红矮星更近(比水星到太阳的距离还要小),这不仅很容易被氦闪肆虐,还会被红矮星“潮汐锁定”: 行星的一面永远对准恒星,最后造就冰火两重天的极端世界。
南门二B的X射线范围比其他同类恒星能释放出更强大的能量。人类根本无法抵抗如此强大的X射线辐射。又因为南门二双星彼此距离太近,因此这两颗星都不宜居。
4,天仓五拥有比太阳更长的寿命。
南门二双星虽然是和太阳质量、光谱、大小最接近的恒星,但同样的,它们的寿命也和太阳几乎一样。尤其是更亮的南门二A,它释放的能量是太阳的1.5倍,因此会比太阳提早至少10亿年膨胀成红巨星。
天仓五则不然,虽然它的年龄是58亿年,比太阳略长,但因为它比太阳更暗,它的寿命预估为120亿年。流浪地球在太阳演变成红巨星后还能围绕这颗恒星存活约20亿年。
5,天仓五距离较近,为11.9光年。当然这对于人类目前的技术而言是不可能到达的,至少要让宇宙飞船达到光速的¼才有望在半个世纪后到达该星。
当然,天仓五也有它的缺点。目前的探测发现,天仓五周围有一个几十倍于太阳系周围尘埃的岩屑盘,这意味着天仓五的宜居带比地球周围有更大的小行星撞击的可能。
sonycn01 发表于 2023-10-13 17:05:37|来自:北京 | 显示全部楼层
当然是离得近最优先,毕竟只要有足够多、易开采的元素的行星基本上可以去殖民,我看了下问题描述,发现好像没有限定殖民的时间,那我们其实还可以等个比较久的时间,慢慢准备,等一切都准备好之后再开始殖民。
众所周知,我们太阳绕银河系中心在旋转,大概每2.2亿年转一圈,所以我们本身就在一个宇宙飞船上,只要等到合适的时机,找准一个太阳与其他恒星接近的时机即可进行最节省燃料的殖民行动
下图是目前邻近恒星的信息


该图表示是8万年内各恒星与太阳之间的距离





巴纳德星(Barnards star)

大约1.17万年后,是巴纳德星离我们最近的时间,大概距离太阳3.76光年,当前距离5.96光年。巴纳德星属于红矮星,质量约为太阳的17%,光谱分类为M4V,表面温度约为3000K。
巴纳德星的年龄介于70亿至120亿年之间,不仅比太阳古老,天文学家还认为它可能是银河系中最古老的恒星之一。它已经失去了大量的转动能量,光度的周期变化显示巴纳德星自转一周需要130天(相较之下太阳只需要25天)
它可能有两个和木星差不多大的行星,不过目前尚未发现。殖民它的价值可能是把它当做一个跳板星系并对它展开一些研究,巴纳德星是目前移动速度大的恒星里离得最近的一个,可以通过它快速下一跳殖民到别的星系。
拉兰德21185(Lalande 21185)

大约2.19万年后,是拉兰德21185离我们最近的时间,大概距离太阳4.68光年,当前距离8.3光年。拉兰德21185是一颗红矮星,其质量为太阳的39%,表面温度为3,828 K。它和巴纳德星一样,也是移动速度大的恒星中离得近的一个,2017年2月发表的一篇论文指出,它很可能有一个极为接近恒星的行星候选天体,轨道周期只有9.8693±0.0016日,质量下限为3.8个地球质量。
殖民该恒星的作用可能与巴纳德星差不多。
半人马座阿尔法三星系统(Alpha Centauri A/B+ Proxima Centauri)

大约2.86万年后,距离太阳3.1~3.2光年,当前距离4.24-4.37光年。半人马座三星系统是目前离我们最近的一个恒星系统,也是未来8万年的大部分时间离我们最近的一个恒星系统。


作为一个三星系统,半人马座阿尔法星系离我们最近,它由距离为 4.37 光年的两颗主星——半人马座阿尔法(Alpha Centauri) A 星和 B 星(它们一起形成双星)和距离为 4.24光年 的名为比邻星(Proxima Centauri)的红矮星组成。两颗主要恒星都与太阳非常相似。
目前离我们最近的比邻星(Proxima Centauri)是一颗红矮星,距离太阳4.2465光年 。比邻星是半人马座阿尔法(Alpha Centauri)恒星系统的成员,也被称作半人马座阿尔法C星(Alpha Centauri C),距离A/B双星系统 差不多 13,000  天文单位(0.21 光年),其质量约为太阳质量的 12.5%,表面温度约3000K,金属度 0.2 dex,寿命约4万亿年,目前年龄为48.5亿年。比邻星的平均光度非常低,但它是一颗耀斑星,它的亮度会随机地急剧增加,导致宜居带变得不宜居。



平行银河系盘面的角度看比邻星与太阳的距离

截止2022年,比邻星拥有三颗已知的系外行星:比邻星b,比邻星c,比邻星d。 比邻星b绕比邻星运行的距离约为 0.05 AU,轨道周期约为 11.2 个地球日。它的质量至少是地球的 1.17 倍。 比邻星 b 的轨道位于 比邻星 的宜居带内,该区域的温度适合液态水存在于其表面——但由于比邻星是一颗耀斑星,这颗行星的宜居度比较低,比邻星b很可能被潮汐锁定,且表面大气被耀斑吹跑,这些让它表面有可能没有大气,比较适合建设太空港。



水星的轨道



比邻星b的轨道



比邻星b的大小

比邻星c绕比邻星运行的距离约为 1.49 AU,轨道周期约为 1928 个地球日,约5.28年。它的质量是地球的 6~8 倍,所以它可能是个冰巨星或巨型岩石星球,表面比较冷,如果没有大气可以用来采矿。
比邻星d绕比邻星运行的距离约为 0.028 AU,轨道周期约为 5.11个地球日。它的质量是地球的 0.26倍,
比邻星 d 的轨道离它的恒星太近而无法居住,它接收大约 190% 的地球辐射——假设反射率类似于地球,它的平衡温度可能达到 87 °C。
它可能和太阳系的水星差不多,被耀斑大批量洗礼,上面氦3可能比较多,开发后,可以用来作为星际舰队的补给站和戴森球建设基地。

半人马座阿尔法A(Alpha Centauri A)是一颗黄矮星,光谱类型G2V,距离太阳4.37光年,质量是太阳的1.1倍,半径是太阳的 1.2234 倍。它的表面温度为 5,790 K,金属度 0.2 dex,光度是太阳的 1.519 倍。
半人马座阿尔法B(Alpha Centauri B)是一颗橙矮星,光谱类型K1V,质量为 0.907 倍太阳质量,半径为 0.8632 个太阳半径。它的表面温度为 5,260 K,金属度 0.23 dex,光度只有太阳的 0.5倍。
它们两个大约有 53 亿年的历史,比太阳的46亿年还要古老一点。

早期计算机生成的行星形成模型预测在半人马座阿尔法星 A 和 B周围都存在类地行星,但最近的数值研究表明,伴星的引力使行星的吸积变得困难. 尽管存在这些困难,考虑到与太阳在光谱类型、恒星类型、年龄和轨道可能稳定性方面的相似性,有人认为这个恒星系统可能是容纳外星生命的最佳可能性之一。
在太阳系中,人们曾经认为木星和土星可能是扰乱彗星进入太阳系内部的关键,为内部行星提供了水和其他各种冰的来源。然而,由于对哈雷彗星、百武彗星、海尔-波普彗星中氘氢(D/H) 比率的同位素测量, 2002T7 和 Tuttle 的产量值大约是地球海洋水的两倍,最近的模型和研究预测,不到 10% 的地球水是由彗星提供的。
在 Alpha Centauri 系统中,Proxima Centauri 可能在 Alpha Centauri 系统形成时影响了行星盘,使 Alpha Centauri 周围的区域富含挥发性物质。例如,如果半人马座阿尔法 B 碰巧有气体巨星围绕半人马座 A 运行(反之亦然),或者半人马座 A 和 B 本身能够像木星一样干扰彗星进入彼此的内部系统,那么这将被打折土星可能已经在太阳系中完成了。当彗星受到气态巨行星的引力影响或经过附近恒星的干扰时。许多含水彗星就会向恒星移动。这样的想法也适用于半人马座阿尔法星或其他恒星接近太阳系,未来,奥尔特云可能会被破坏,增加活跃彗星的数量。
半人马座阿尔法星 A 周围的行星的宜居带 轨道半径将在 1.2 到 2.1  AU,以便具有相似的行星温度和液态水存在的条件。对于亮度稍低且较冷的 Alpha Centauri B,可居住区介于约 0.7 和1.2 AU。
2021年,在半人马座阿尔法星A周围发现了一颗名为Candidate 1(缩写为C1)的候选行星,它被认为以大约1.1 AU的轨道运行,周期约为一年,质量介于海王星和海王星的一半之间。土星,虽然它可能是一个尘埃盘或其它物体。
韦伯望远镜计划进行计划在 2023 年 7 月至 2023 年 8 月之间观测半人马座阿尔法A星。预计发射前估计JWST 将能够在 1-3 天文单位 处找到半径为 5 倍地球半径大小的行星。每 3 到 6 个月进行多次观测可以将限制降低到 3倍地球半径。后处理技术可以将限制降低到 0.5 到 0.7 倍地球半径。
基于HIP 65426 b 观察的发射后估计发现 JWST 将能够找到更接近 Alpha Centauri A 的行星,并且可以在 0.5 到 2.5 au找到一颗 5 倍地球行星。候选行星  的估计半径在 3.3 和 11 倍地球半径之间,轨道为 1.1 天文单位。因此,它很可能在 JWST 观测的范围内。
可以说半人马座阿尔法三星系统极其具有殖民价值,具有很高的科学研究价值和实用价值。
WD 0810-353(UPM J0812-3529)

它是一颗光谱类型 DAH的白矮星,目前距离太阳系36光年,质量约为太阳的63% ,半径约为太阳的1% ,0.00017倍太阳光度,表面温度约6093K,具有非常强的磁场,可能有3千万高斯,年龄约27亿年。
根据2022年的这篇论文
https://doi.org/10.1051%2F0004-6361%2F202245020这颗白矮星可能会在 29,000 年后 接近太阳系,距太阳大约 0.49光年(31,000 天文单位),穿过奥尔特云内部。
这颗白矮星的作用很大,它的引力透镜效应很强 可以提供对附近几百光年的恒星持续且稳定的观察。
通过引力透镜,我们能持续观察这颗白矮星附近几百光年的天体。我们可以获得没有其它恒星干扰的研究白矮星的机会。
Gaia DR3 给出了它的径向速度值−373.74±8.18 km/s,这可能是不正确的,2022年的研究表明径向速度高达−4248 ± 457  km/s。
Gaia DR3 的光谱数据表明 WD 0810-353 可能是在Ia 型超新星爆炸期间喷出的超高速失控白矮星。通过近距离观测这颗白矮星,对理解这类天体有着巨大帮助。
上述这些数据,意味着这是一颗高速移动的宇宙观星台和引力弹弓器,我们可以批发式向这颗白矮星发送大量低速物资运送飞船,然后再近距离点火,借用它的引力弹弓效应,偷走它的动能,给自己加速 约0.1%光速。
我们可以拿这颗白矮星来当星际殖民的跳板,快速向银河系播撒殖民种子和密切监视邻近空间的高等文明。
罗斯 248(Ross 248)

大约3.85万年后它离我们最近,大概距离太阳3光年,成为那时最接近太阳的恒星
罗斯248 是一颗 红矮星,质量约为太阳的12%,半径约为太阳的16% ,但光度只有太阳的 0.2%。它的光谱类型 为M6 V。该星系目前没有发现行星。
殖民价值不太好估计,但就目前来说不如比邻星。
格利泽 445(Gliese 445)

大约4.63万年后它离我们最近,大概距离太阳3.34光年
格利泽445 是一颗 红矮星,质量约为太阳的15%。它的光谱类型 为M4。该星系目前没有发现行星。
殖民价值不太好估计,但就目前来说不如比邻星。
比8万年更远的尺度

LSPM J2146+3813是一颗红矮星 质量约为太阳的15%。它的光谱类型 为M5V。它将在8.46万年后距离太阳1.855光年。
2MASS J0120+4739是一颗红矮星 质量约为太阳的25%。它的光谱类型 为M3.5V。它将在47.3万年后距离太阳2.25光年。
2MASS J0710+5228是一颗红矮星 质量约为太阳的33%。它的光谱类型 为M3V。它将在50.7万年后距离太阳4.3光年。
UCAC4 464-006057是一颗早期红矮星 质量约为太阳的40%。它的光谱类型 为Early M。它将在93.2万年后距离太阳2.81光年。
2MASS J1151-0313是一颗红矮星 质量约为太阳的23%。它的光谱类型 为M3.5V。它将在107.1万年后距离太阳1.98光年。
有史以来离太阳最近的一颗恒星

格利泽710(Gliese 710)

格利泽710将成为有史以来离太阳最近的一颗恒星,2022 年 6 月的一篇论文
doi:doi:10.3847/2515-5172/ac7b95
基于GaiaDR3数据的新计算证实了之前的估计并进一步减少了相关的不确定性:最小接近距离0.052±0.002 秒差距(10635±500 个天文单位),129 ±2 万年后。
格利泽710将于129万年后,距离太阳约0.167± 0.06523 光年,目前它距离太阳62.248光年
格利泽710是一颗橙矮星,质量为太阳的57%,半径为太阳的58%,光谱类型为 K7Vk,金属度 [Fe/H]=−0.11 dex,约为太阳的77.6%,寿命可达200-300亿年,目前年龄约3亿年。
这是一颗极其早期的恒星,k的光谱类型后缀代表它是一个星际介质吸收的光谱。
光线从辐射天体(恒星、星系)穿过星际介质时变暗。它是由随机分布在星际空间或集中在单个尘埃星云中的宇宙尘埃微小颗粒(直径约1μm)对光的散射、衍射和吸收引起的。星际吸收量的范围从十分之一星等到每千秒差距几星等。由于宇宙尘埃的分布不均,它在不同方向上有所不同,但在银河系平面附近尤为显着。
星际吸收可以通过辐射的普遍减弱和恒星颜色的变化来检测。光线被星际介质散射的恒星的短波范围明显较暗,这导致它们看起来比没有星际吸收的同类型恒星更红。
它的光度是0.091倍太阳光度,但却有一半的能量被星际介质给吸收了,这意味着,这颗恒星附近有很多气体云还未完全吹散。目前未观测到有任何行星,它可能和天苑四一样,存在小行星带。
届时我们可以大批量殖民,这是未来数百万年最好的一次殖民机会。
因为其他接近5光年内的恒星都是
StKM 1-1456是双星系统 A星为81%太阳质量的橙矮星 , B星为9%太阳质量的红矮星  ,它的光谱类型 为 A星: K5V B星: M8V。它将在124万年后距离太阳4.396光年。
2MASS J0455+1144是一颗红矮星 质量约为太阳的50%。它的光谱类型 为M0V。它将在170万年后距离太阳1.94光年。
2MASS J0628+1845是一颗红矮星 质量约为太阳的28%。它的光谱类型 为M2.5V。它将在172万年后距离太阳1.61光年。
2MASS J1724+0355是一颗黄矮星 质量约为太阳的85%。它的光谱类型 为G8V。它将在199.1万年后距离太阳4.37光年。

HD 179939 是一颗蓝矮星 质量约为太阳的170%。它的光谱类型 为A3V。它将在302万年后距离太阳2.65光年。
2MASS J1724-0522是一颗橙矮星 质量约为太阳的86%。它的光谱类型 为K0V。它将在305.8万年后距离太阳4.15光年。
Gaia DR3 911145876981562496 是一颗橙矮星 质量约为太阳的66%。它的表面温度 4501.5K。它将在373.6万年后距离太阳1.32-1.45光年。 金属度 [Fe/H] 0.501 dex
2MASS J1936+3627是一颗黄矮星 质量约为太阳的95%。它的光谱类型 为G5.5V。它将在383万年后距离太阳4.23光年。
2MASS J0542+3217是双星系统 A星为101%太阳质量的黄矮星 , B星为85%太阳质量的橙矮星  ,它的光谱类型 为A: G4V B: K0V。它将在582.3万年后距离太阳3.43光年。
Gaia DR3 1422721321394307456 是一颗黄矮星 质量约为太阳的82%,
金属度 [Fe/H]-0.1881dex。它将在624万年后距离太阳0.565~0.9光年。


当前较远的适合殖民的有行星的恒星系

1.天仓五(Tau ceti)

鲸鱼座τ,也被叫做天仓五,是鲸鱼座中的一颗恒星光谱类型 G8.5V,它的质量仅为太阳质量的78%左右。距离太阳系 11.912光年,它是最近的 G 级单星,相比太阳,它非常平静,基本上没有黑子和耀斑,它的年龄比太阳古老,根据恒星光谱分析,它的低的铁丰度显示天仓五是比太阳更早诞生的恒星:估计他的年龄在100亿岁以下,可能为76亿年。天仓五的锕系的放射性元素和硅镁元素比太阳高一些,因此它的行星可能地质活动比较剧烈,有可能产生生命。
目前拥有4颗行星,原先为b c d的3颗行星可能存在错误,目前已被撤回,f星在宜居带内,其他均靠近内恒星系,适合建造戴森球。
e星收到的恒星辐射是地球的1.7倍,和金星差不多,有非常小的可能有低级生命存在。
f星在当前宜居带中,且靠近外围,轨道还是个椭圆,意味着它会周期性变冷变热,温度可能比火星还冷。
e和f的质量都偏大,为3.7~3.9倍地球质量,半径为1.6~1.8倍地球半径。
g和h质量比地球大,为1.7~1.9倍地球质量,半径为1.1~1.2倍地球半径。
天仓五的径向速度为-16.09㎞/s,它正在接近太阳。这颗恒星将在大约 43,000 年后最接近太阳,最近距离为 10.6 光年。
与此同时它还有一颗非常靠近它的恒星,鲸鱼座YZ,它们目前的距离只有1.6 光年。
而鲸鱼座YZ的径向速度为+28.09㎞/s,意味着鲸鱼座YZ正在远离太阳,我们需要超过28.09㎞/s的速度才能到达该恒星。








38光年外看太阳系和天仓五,天仓五左边的是鲸鱼座YZ

天仓五其实在太阳的 垂直于银河系盘面角度看的上方或下方

2.鲸鱼座YZ(YZ ceti)

鲸鱼座YZ(YZ Ceti)是一颗位于鲸鱼座(Cetus)的红矮星,质量为0.13倍太阳质量,光谱类型   M4.0Ve,年龄为5亿年,非常年轻。这颗恒星与太阳相距大约12光年,它是一颗十分黯淡的红矮星,因此肉眼无法看到。该恒星同时也是一颗耀斑星,拥有着周期性的光变和剧烈的恒星磁场活动。它非常靠近鲸鱼座τ。


鲸鱼座YZ没有行星位于宜居带内,它的三颗行星都是像水星一样的干燥且被潮汐锁定的环境,公转轨道只有几天,其中b只有0.7倍地球质量,半径为0.9倍地球质量,而c和d都是非常接近地球的质量和半径,分别为1.14倍地球质量和1.09倍地球质量,半径只比地球大不到5%和3%。


netiis 发表于 2023-10-13 17:05:53|来自:北京 | 显示全部楼层
个人觉得吧,都恒星际了,行星表面甚至恒星附近或许未必适合作为家园。
行星表面生存只是一种生物性“习惯”,就像我们曾经更习惯栖息于天然存在的洞穴,而不是无遮无拦的平原上脆弱的木石房屋里一样。
深深的引力势阱是摇篮也是监牢——出趟门不干别的,憋一脑门子汗光用来越狱了。当我们的力量成长到可以自我保护的时候,便利带来的收益往往会压过安全感。
人类生于行星,顺理成章,寻找新的栖息地的时候,还是觉得能够遮风挡雨的行星更安全、更“踏实”。但是当我们能够盖起足够庇护自己的房子的时候,也许会觉得远离大行星甚至远离恒星的广阔引力平原更“宜居”,或许有一天会脱离看似理所当然的行星穴居生活。
至于心理习惯的问题……生存不易,人们从离不开“地气”,到习惯居住在近百米的钢筋水泥人造物里,也不过区区二十来年。我们每天睡觉的床下面不再是“坚实的大地”,而是一层层楼板和陌生或者不陌生的邻居,我们仍然睡得挺踏实的。
当视角放到太空,审视行星本身,似乎更适合作为矿井,而不是住宅。并且小行星带和卫星作为“浅层矿”,在其枯竭之前比大行星有着更高的性价比。至于这些“矿井”是不是宜居……当然宜居更好,至少省一大笔员工宿舍的投入,但是不宜居的矿也不是不能开采么。

恒星呢,似乎更适合作为能源矿。在恒星附近建立光能采集设备,通过定向波束远程传输到远离恒星的工业基地,再将低密度分配给附近的居民区,似乎性价比更高一些。这样的架构兼容性也更好,能源采集设备作为半固定基建,而工业/居住区只要保留统一的能源接收接口就可以了。

既然是矿而不是家,评估标准就不再是“宜居”,而是“有价值”吧。

脑洞一下人类的星辰大海之路:
1、历史车轮滚滚向前,当聚变堆也无法满足人类对廉价能源无底洞一般的需求,人们终于开始在金星内侧甚至水星附近轨道建立了自循环的太阳能发电站(毕竟太阳每秒中有数亿吨氢在发生聚变反应,这是再多的地表聚变电站都无法企及的),庞大的能源以高能量密度电磁波形式经过若干空间中转站,转发到地面。
2、太空中的能源中转站坐拥极其廉价的能源,几乎可以用海量的能源暴力解决绝大多数障碍。因而设施不断完善,规模不断扩张,逐渐形成太空城的雏形。随着永久居住人口持续上升,终于孵化出独立于能源中转站的小型太空城市。也意味着人类向太空移民迈出了第一步。
3、由于地球提供的金属材料价格过于高昂,太空城开始在小行星带建立了矿产基地。为了缩短运输路线,一些太空城不断提升轨道,直至提升到小行星带附近。(火星的引力与小行星相比太过强大,初级资源运输、集中成本都显得十分不经济,因此只有小行星带里匮乏的高价值矿产会由火星出产,而地球,由于引力更强、开采成本更高、内部需求量更大,很快停止对外出口初级矿产)
4、借助廉价的矿产和能源,小行星带附近的太空城规模迅速壮大,容纳的人口首次超过母行地球,人类正式进入太空时代。人们发现,足够厚实的合金墙壁其实可以比大气层更好的阻挡危险射线和陨石,而人工重力、人造气候、足够大规模的人造生态环境也更加适应人类居住的需求。
5、小行星带的开采权分配(争夺)完毕后,后起太空城退而求其次把目光投向木星卫星。虽然开采成本比较高,但是木星卫星资源丰富多样,依靠一些稀有矿产的出口也可以勉强维持收支平衡。同时占据小行星带的势力壮大饱和后,显然也会考虑到小行星带资源终将匮竭,将空闲的资本投资到到土星、天王星、海王星,开始新一轮跑马圈地以图远期收益。
6、巨行星带拥有上百颗卫星的资源,显示出强大的后发优势。然而再多的资源也终有发展饱和的一天。于是,有太空城开始将目标投向柯伊伯带。遗憾的是柯伊伯带太过稀薄,是地道的“贫矿”,始终处于鸡肋般的尴尬地位。
7、此时太阳发电站已经发展成戴森球雏形,随着材料性能的提升,直径已收缩到水星轨道以内。然而仍然无法满足数以千计的太空城饕餮一般的胃口。规模庞大的巨行星带太空城只能就地取材,依靠聚变电站缓解能源压力。
8、太阳系内格局已定,野心者开始把视线投向邻近的南门二。经历一次次惨痛的失败教训,人类终于迈出了走出太阳系的第一步,某基建狂魔在南门二三合星附近开始大搞开发,建立了第一个太阳系外的能源基地。
9、4光年的距离让南门二形成一个近乎孤立的势力圈,人类文明分割成两条交集不大的文明进程。人类开启了以太空时代为起点的南门二小号,并在三颗恒星之间建立了作为交通枢纽的太空城——这也是第一个距离恒星超过0.1光年的准恒星际太空城市。
10、太阳系人类和南门二人类各自发展许多许多年,成为两个巨大的文明圈。终于在二者之间出现了依赖“东西方贸易”的太空城市群,同时享受两大国际组织的能源供应,成为半依附半独立的中立自由港。
11、人类开始向更多的恒星进发,这样的“贸易港”越来越多,规模越来越大,借助便利的星际交通优势成为一个个超级城市圈。而恒星附近的太空城反而越来越像是原始矿产出口国,资源开发产业成为让人沉迷其中的经济支柱,掌握资源的大财团富得让人流口水。但是整体经济发展速度、技术发达水平以及国际话语权,反而渐渐落后于远离恒星的自由都市。
12、终于,随着新开发恒星越来越多,近恒星国家的话语权不断地被削弱,建立在恒星之间广阔的引力平原上的国家成为人类世界的主导力量,与恒星势阱内的能源/物资输出国通过国际协商,平衡着资源产量与价格的供需平衡。人类,终于迈进了恒星际时代。也代表着人类文明脱离了摇篮,摇摇摆摆地走向成年。
这样分布式的文明模式扩容成本低廉,生命力强韧得多。别说行星级灾难,恒星毁灭也不过是听听天气预报卷铺盖搬家的事儿。并且几乎不受任何发展限制,至少在铺满银河系之前,都可以用市场需求推动下的自然扩散解决资源的需求。
人们可能还会想念行星表面的田园生活,就像我们感叹冬暖夏凉的窑洞一样。少数人会因工作需要(比如开采某些资源或者维护本地物种库)因公居住在行星表面,还有拥有私家飞船的土豪也会建个一年不来住一趟的大house。而多数人也就是赶上小长假会去住个一阵子体验一下“返璞归真”,定居就算了,毕竟交通不便——机票船票都是钱啊。

“无论是红巨星还是褐矮星,XXX集团都能给您的城市提供最稳定的能源供给。”某国际能源巨头广告语如是说。
jshrjx 发表于 2023-10-13 17:06:26|来自:北京 | 显示全部楼层
我觉得是ε Eridani(天苑四)τ Ceti(天仓五),原因见下面的分析说明。
先不谈经济性、技术可行性等,就先谈目标选择本身。恒星是行星系的中心,恒星本身的特性直接影响其行星系统里的宜居性——恒星好比是地基也是供电,行星好比是居住单元房间,如果供电断了、地基垮塌了,那户型再好、装修的再舒服也没用。另外注意现有技术也很难发现类地行星,已经发现的太阳系外行星绝大多数是超过木星的大块头,所以有很多恒星其行星尚未被发现因此必须先确定什么类型的恒星适合作为人类新的太阳,而不是看发现了多少行星。
不啰嗦一大堆理论什么的,下面就先放两张图,直观的感受一下。


恒星的基本分类,这张图是我自己汉化标注的,原图来自ESO官网。


恒星的演化,来自钱德拉X射线太空望远镜官网
虽然恒星质量越大发光越亮、能量越强,但寿命也越短。而且超新星爆发、伽马射线暴、黑洞、脉冲星等可怕现象只存在大质量恒星上。谁都不希望新到一颗恒星周围定居后不到一亿年就猛烈炸了,比原来的太阳还短命多。这等于是花高价背几十年、上百年的房贷买了一套寿命很短的豆腐渣工程房子,所以大块头的蓝巨星阳们不是合适的目标。选恒星应当选小质量恒星,这样寿命长、安全耐用。幸运的是太空中小质量恒星比大质量恒星多的多。
那是不是恒星质量越小越好?也不是,因为质量最小的M型主序星也就是红矮星们虽然寿命很长很长,通常(取决于具体质量)也不会像太阳那样膨胀成红巨星、更不可能超新星爆发,只会慢慢的变暗持续燃烧上万亿年变成蓝矮星最后是白矮星。
但是红矮星因为能量太弱光太暗,所以宜居带(恒星周围温度能让水维持液态的区域)离恒星本身太近,这距离引力的影响就大了。会给行星带来潮汐锁定,一面永远朝着恒星,另一面永远黑暗。没有日夜交替,是一面冰一面火的严酷世界。只有明暗线附近温度尚可。不过巨大的温差会导致大气狂暴的流动,可能有猛烈的风暴。潮汐力可能还会带来潮汐加热,太阳系满身火山的木卫一就是潮汐加热带来的结果。我不觉得这样一个不是冰冷就是火热、刮着强风暴、可能还火山、地震频繁的世界适合居住。
更重要的是红矮星还有个风险——耀斑爆发频繁而且比太阳强烈多,想象一下猛烈的X射线和带电粒子流等电离辐射时不时的爆发,活着胆战心惊啊。这些强辐射不但对生物是致命的,对电子设备也有破坏性影响,在跟行星磁场交互后影响威力堪比EMP。离恒星近更是大大增加了耀斑爆发造成的危害。当然喜欢观赏极光的可能很爽,会特别明亮绚丽,不过那危险环境下我想也没人有心思看风景。还有红矮星本身的光色太偏红,我想没人喜欢平时像是充胶卷的暗房一样弄盏红灯当主照明光源吧。
所以红矮星虽然寿命很长,不会炸。但是潮汐锁定问题、潮汐加热问题、强耀斑问题、光色问题等带来的麻烦和风险使得红矮星并不舒适安全。这好比是一个容易被洪水淹的坚固山洞里住一样。
所以我觉得K型主序星也就是橙矮星最适合人类殖民,K型主序星质量比太阳所属G型主序星小,但比M型主序星大。寿命也比太阳长的多,最长可达300亿年,是太阳的三倍。同时没有宜居带小过于靠近恒星导致的潮汐锁定、潮汐摩擦加热问题,耀斑活动通常也比M型主序星温和多。橙黄色的光也能接受适应,没M型那么红的难受。
问题强调是太阳系附近,那看看太阳系周围有多少K型主序星,下面几张表格是距离太阳21光年内的恒星。










由上述表格可见位于波江座的ε Eridani(天苑四)是距离太阳最近的K型主序星,才10.7光年——假设用能达到光速30%的纯反物质推进飞船,那不考虑加减速时间,也就不到36年。用10%光速的聚变飞船,也就100多年。由于K型主序星演化和G型主序星一样慢慢变亮膨胀。从表格上其亮度和质量关系的看天苑四还非常年轻,可用寿命很长


更重要的是目前已经发现天苑四有两条宽阔的小行星带和一个尘埃盘见上图。这证明天苑四系统不缺物质。因为星尘、小行星包括“星子”或者说原行星(类似灶神星)是行星形成的原料,所以我觉得随着技术的进步未来很可能会在天苑四发现类地岩石行星。
目前已经发现天苑四系统疑似存在两颗行星但尚未确认。其中一颗质量比木星大,另一颗比海王星大,都不可能是类地行星,不过气体巨行星大气里的氘和氦3是很好的聚变燃料,强磁场下的物质和宇宙射线的相互反应也能产生并且俘获反质子成为潜在反物质来源。其卫星可能也有开发、居住价值。
就算没发现宜居行星,天苑四系统那么多小行星也能让人类活的很好。小行星资源丰富重元素包括贵金属、铀和钍那样的裂变材料、镍钨钽铪等耐高温的高强度金属都不会因为地质运动而大部分沉到地核里,容易获得。并且引力地,起降方便,开采也不需要重型机械。用小行星资源能建立一系列舒适的通过旋转产生模拟人工重力的巨型太空城市,安置数以万甚至几十万计的人类生活和工作。
至于其他候选目标,我简单的选几个说一下。
最热门也是最近的比邻星是一颗M型主序星,红矮星的风险前面说过了。它的其他两颗伴星是G型恒星,一颗比太阳更大更亮,寿命更短(α Centauri A)。另一颗(α Centauri B)相对小一点,不过因为也是G型主序星加上是多星系统,也没天苑四那么丰富的小行星资源,我个人不怎么看好。
61 Cygni A和B是第二、第三近的K型主序星,A星耀斑强烈,B星还好,质量比天苑四更小更长寿。不过因为是双星系统,加上缺乏丰富的小行星资源、产生行星的潜力以及距离更远。我个人也不怎么待见。
距离太阳11.2光年的ε Indi也是一颗K型主序星,目前已经发现有2颗褐矮星(介于恒星和气体巨行星行星之间的天体,能暂时微弱的核聚变燃烧氘和锂)和一颗气体巨行星。由于尚未发现碎片盘、尘埃盘、小行星带更不用说岩石行星,这就让ε Indi的潜力和价值大打折扣。
距离11.9光年的τ Ceti(天仓五)可能也不错,这是一颗G型主序星,质量比太阳小,寿命比太阳长。更重要的是天仓五已经发现了多颗行星以及一个碎片盘(小行星带),这很诱人。但是已知其年龄比太阳大,可用寿命很可能还不如我们的太阳。
距离15光年的Groombridge 1618虽然也是K型主序星,但是已经发现耀斑活跃,加上物质不够丰富,目前只疑似发现一颗气体巨行星和一个不大的碎片盘(也可能是尘埃盘),所以我也不怎么待见。
所以我个人强烈推荐距离10.7光年的ε Eridani(天苑四)和距离11.9光年的τ Ceti(天仓五)。
至于价值、技术、动机等又是另一回事了,可参见一下我这个被收录的回答。
人类如果要星际旅行,目前哪些问题还没有解决?应该怎么样解决?<hr/>10月23日更新
关于M型主序星(红矮星)补充一篇NASA的报道,观测和研究表明红矮星的超强耀斑能严重影响甚至剥离行星的大气,给生命带来巨大麻烦。
原文链接见下:
Superflares From Young Red Dwarf Stars Imperil Planets

所以想移民比邻星(属于红矮星)周围行星的还是别做梦了。
renshen 发表于 2023-10-13 17:07:15|来自:北京 | 显示全部楼层
几光年距离是什么概念?
载人类飞行器速度连1%光速都是做白日梦。假设未来技术上突破,载人飞船可以达到1%光速,到最近的恒星需要1千年。因为需要减少速度。
让100人在飞船上繁衍1千年的技术目前没有。
人体冷冻技术再发展也不可能冷冻1千年还活着吧?休眠技术同样如此。
在可遇见的未来,人类是困在太阳系动物园里面的。

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