我们对银河系中其它恒星周围的行星的搜寻已经使我们发现了5000多个世界。这些系外行星中的一些可能类似于地球，其表面条件可以维持液态水，并可能维持我们所知的生命。即使包括詹姆斯·韦伯望远镜（JWST）在内的下一代望远镜旨在研究这些遥远世界的大气层，以评估它们是否适合承载生命，我们对宜居世界的搜索仍然有限。

像我们的太阳这样的单星并不是银河系的常态；在我们的银河系中，至少有一半的恒星以双星的形式存在。有几颗是三星或更多。这就提出了一个问题：一个地球大小的行星在围绕两颗恒星的有利轨道上是否能够支持生命？

当然，这个想法也有一些注意事项。首先，它假设我们太阳系中的行星形成方式适用于双星周围的世界。大量的研究表明，地球大小的世界甚至可能很难在混乱的双星系统中形成。

形成的难题

在我们的太阳系中，月亮大小的原行星被认为是在一百万年内从围绕新生太阳运行的物质盘中缓慢碰撞的尘埃粒子中形成的。多达数百个这样的世界在太阳系内部碰撞和结合了大约1亿年，直到只剩下四个大天体： 水星、金星、地球和火星。但是这种大规模的吸积作用可能对双星周围的行星不起作用，因为行星一开始就很难形成。

整个第二颗恒星的引力存在使得盘状粒子以更高的速度运行。这些粒子在碰撞时不是轻轻地粘在一起，而是倾向于相互破碎。根据模拟，科学家们认为，即使是几百公里宽的小行星形成，它们的高速度也很可能在碰撞时相互破碎。

我们已经在双星甚至是多星系统中发现了几颗行星。它们是如何存在的呢？难道是路过的流浪行星太靠近双星时，被它们的综合引力捕获到轨道上的？2021年，模拟新生双星周围原行星盘性质的科学家发表了一个更可行的解释：行星盘的气体，像风一样，可以在某些区域拖动并减缓高速粒子和婴儿行星，使它们能够成长为行星。

引力为双子星的行星带来了另一个陡峭的障碍。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA） 射电望远镜阵列对新生双星周围盘的观测表明，年轻的双星会定期从其盘中吸引比单星更多的坠落物质。这引发了恒星频繁的能量爆发，使气体升温并不断扭曲盘状结构。因此，只有星盘中某些较安静的部分可能有利于巨行星的吸积。

更糟的是，双星系统中原行星盘的明显周期性加热可能会蒸发小行星和彗星上的大量水冰和尘埃，并改变其有机分子的化学成分——我们已知的生命的基本成分。考虑到科学家们认为彗星和小行星是将水和有机物质带到早期地球的原因，这将使双星行星上存在生命的希望彻底破灭。

一线生机

2017年，基于大量的气候建模，科学家发表文章称，一个地球大小的行星在两颗类太阳型恒星周围的宜居带中可以长期保留水，从而推测有利于生命的出现。他们发现，这种行星大气中的水蒸气云可以持续存在，并调节源于两颗恒星的联合引力效应使行星在圆形轨道上摆动和离开（宜居带）的温度变化。从那时起，科学家们发现了更多扩大此类系统中宜居区的机制。

卫星提供了另一条途径。土星的卫星恩克拉多斯（土卫二）有一个潜在的宜居的地下海洋，这是由其内部部分在土星引力的牵引下摩擦产生的热量所造成的。双星系统中的巨行星周围的卫星可能有类似的条件，尽管它们也不在传统的类地行星宜居带中。

一个宜居世界就在隔壁？

当我们考虑到离地球最近的恒星系统——半人马座α星有一对双星时，所有这些找到双星宜居世界的前景就变得非常耐人寻味了。

半人马座α星距离地球仅4.4光年，它的两颗类似太阳的恒星在地球南部的夜空中闪耀着光芒。科学家们长期以来一直试图探测这两颗恒星周围的行星，但在我们已经发现的5000个世界中，没有一个确切地属于这里。

我们离这对明亮的半人马座α星很近，阻碍了我们对它们周围可能存在的世界的了解。从地球上看，这两颗恒星的角度使得其中一颗恒星发出的光会污染对另一颗恒星周围行星的搜索。好消息是，我们越来越敏感的工具加上2022~2035年这两颗恒星之间足够大的距离，可以帮助天文学家探测到该系统中任何有规模的世界。

寻找另一个暗淡蓝点

由悉尼大学开发的TOLIMAN太空望远镜，由突破计划（Breakthrough）私人资助，同时得到NASA的一些支持，目标是在2023年发射。TOLIMAN将使用一种先进的天体测量技术——即对恒星的位置、距离和运动进行精确编目——来寻找半人马座α星系中任何地球大小的世界。为了降低任务风险，该团队在2021年8月成功发射了CUAVA-1立方体卫星作为技术演示。该团队希望以后发射灵敏度更高的TOLIMAN+，以寻找更远双星周围的岩石世界。

双星系外行星的卫星孕育生命的可能性与我们的太阳系联系在一起。这十年来发射的一些最大的行星科学任务，如木星冰月探测器（Jupiter Icy Moons Explorer, 缩写JUICE）和欧罗巴快船（Europa Clipper），都致力于寻找木星冰冷卫星的地下海洋是否宜居。未来的任务概念，如Orbilander将寻找恩克拉多斯上的直接生命迹象。在这些卫星中的任何一颗上发现强烈的生命迹象，都会促进双星系统中也可能存在类似生命的想法。

与此同时，ALMA和JWST都可以在年轻的双星周围的原行星盘中探测到一些复杂的化学物质，以帮助科学家确定它们的丰度和对我们所知的生命的适宜性。未来的望远镜，如巨大的平方公里阵列和欧洲极大型望远镜，将能够探测到更多更大的有机分子。他们还将在双星行星的大气中发现适合生命的化学物质。

早在20世纪40年代，在第一颗系外行星被发现之前的半个世纪，艾萨克·阿西莫夫在他的小说《夜幕降临（Nightfall）》中想象了在围绕多颗恒星运行的行星上可能存在生命。现在，如果在我们的宇宙邻居半人马座α星上发现并成像了一个类似地球的世界，卡尔·萨根关于“暗淡蓝点”的著名叙述将具有更大的意义。

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原文地址：Are planets with two stars promising places… | The Planetary Society