李偉才

筆名李逆熵,為香港著名科普、科幻作家,音響「發燒友」。1985年香港十大傑出青年,亦為香港科幻會會長。現在謎米香港節目《浩浩熵熵》節目主持人。

提起蛇夫座(Ophiuchus)大家會想起什麼?

 

較資深的天文愛好者可能會想到一個龐大但沒有特別明亮星體的星座,較浪漫的人可能會想到天上一個少有地結合了人和動物的星座(以及背後多姿多采的神話)。更為資深的天文愛好者,也許會想到它是多個球狀星團如M10等的所在地,以及是1604年爆發的「刻卜勒超新星」(Kepler’s Supernova)的所在星座。但比較少人會想到的,是它包含著(1)天上「本動」(proper motion)最大的一顆恆星,以及(2)離太陽系第二近的一顆恆星。

 

上述兩者其實同屬一顆恆星,它的名字叫巴納德星(Barnard’s Star)。在上世紀六、七十年代,它在天文學界曾經聲名大噪,因為天文學家一度以為,在那兒首次找到太陽系以外的行星。(這些行星的早期稱謂是“extra-solar planets”,後來簡稱為“exoplanet”,中文稱「系外行星」。)

 

「巴納德星」的名稱來自天文學家巴納德(E.E. Barnard),但這顆星並非由它所發現,因為早於1888年的哈佛大學巡天照片中,已載有這顆星的影像。人們之所以如此命名,是因為按照巴納德於1916年所作的測量顯示,它的本動(,又稱「自行運動」,即在視角上橫越天空的速度)是迄今觀測的恆星之中最大的(達每年10.3弧秒)。

 

眾所周知,除了太陽外,距離我們最近的恆星是半人馬座的主星南門二(Alpha Centauri,亦即電影《阿凡達》故事發生的地方),距離太陽系約4.3光年。但如果問大家:接著最近的是那一顆星?恐怕沒有多少個天文愛好者可以答得上來。不用說,它便是距離我們只有5.96光的巴納德星。這也難怪,南門二是顆明亮的零等星(實際視亮度為 - 0.27,全天第三明亮),但巴納德星卻是一顆肉眼無法看見的九等星(9.53)。它之所以這麼暗淡,主要因為它是一顆光度很低(絕對星等13.2)的紅矮星(red dwarf,光譜型屬 M)。(由於南門二是一顆三合星(triple stellar system),所以嚴格來說巴納德星是離太陽系第四近的恆星。)

 

作為距離我們最近的紅矮星,巴納德星在天文學上固然有重要的研究價值,但真正使它聲名鵲起的,是上世紀六十年代始,荷蘭裔的美國天文學家彼得‧范德坎普(Peter van de Kamp)聲稱,從它的不規則自行運動推斷,它應該擁有一顆或數顆比木星更大的行星,而不規模運動乃行星的引力攝動(gravitational perturbations)的引至。

 

最初,范德坎普推斷有一顆質量為木星1.6倍的行星,以4.4天文單位的橢圓軌道繞行著巴納德星。稍後,他修正提出環繞巴納德星的應是兩顆行星,它們的質量分別為木星的1.1和0.8倍。

 

不用說,科學界對這個發現感到非常興奮,但興奮過後則是多年的困擾和爭議,問題是其他的天文學家無法獲得與范德坎普相同的觀測結果,故此也無法達至相同的結論。有關的爭議持續至八十年代初,雖然范氏本人一直堅持己見,但到了八十年代中,天文學界咸認為這是一趟誤測所引至的「美麗的誤會」。

 

但這個美麗的誤會亦導致一項激動人心的研究,那便是1973至78年間,「英國行星際學會」(British Interplanetary Society,簡寫為 BIS)所推動的「代達羅斯計劃」(Project Daedalus)研究。(代達羅斯是古希臘神話中的巧匠,曾經被克里特島(Crete)的國王囚禁島上,於是以羽毛和蜜臘製造雙翼飛離海島,但他的兒子伊卡魯斯(Icarus)因為不理會父親的警告愈飛愈高,最終蜜臘被太陽熱力融化,掉到海裡身亡。)

 

成立於1933年的BIS是一個倡議太空探險的民間組織,著名的科幻小說作為克拉克(Arthur C. Clarke,《2001太空漫遊》的作者)便曾經出任這個學會的主席一職。由於受到范德坎普的“發現”啟發,學會的成員(其中不少是科學家)遂發起了一項以巴納德星為目的地的無人駕駛探星方案研究,這項研究包括了太空船的推進系統和導航系統的設計,也包括了抵達目的地後如何發射探測器以進行探測等安排。

 

各位熱愛天文的同好當然知道,「行星際飛行」(interplanetary travel)和「恆星際飛行」(interstellar travel)是截然不同的兩回事:因為距離上的巨大差異,後者在難度較前者大上千百萬倍。「代達羅斯計劃」可說是人類為恆星際飛行所作的首次深入研究,可謂具有重大的歷史意義。有興趣的朋友可以透過《維基百科》以了解這個計劃的詳情。(http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Daedalus)

 

讓我們回到「系外行星」的天文探索之上。1988年,加拿大天文學家布魯斯‧坎貝爾(Bruce Campbell)等人利用視向速度法(radial velocity method),宣稱發現了環繞著仙王座一顆漢名為少衛增八(Gamma Cephei)的恆星的行星。然而因為當年技術條件所限,包括發現者本身的天文學界都對結果有所保留。也有人懷疑這些其實是質量介乎於行星和恆星之間的棕矮星(brown dwarf)。隨後不少觀測支持這項推斷,但也有研究得出相反的結論。這項結果最終要到2003年運用改進了的觀測技術方能獲得證實。

 

然而,在少衛增八的發現被證實之時,風頭早被一個意想不到的發現所搶奪。1992,美國射電天文學家沃爾茲森(Aleksander Wolszczan)和弗雷(Dale Frail)宣布發現一個圍著繞脈衝星(pulsar)PSR B1257 +12(位於室女座並離我們達二千六百多光年)的行星。這項發現雖然迅速被確認,卻令天文學家感到詫異不已。這是因為一直以來,天文學家都以為行星只能存在於較平靜的恆星(甚至只是主序星,main sequence stars)附近,而不可能存在於過於暴烈和動盪的環境之中。

       

太自然的變化多端當然不會被科學家的偏見所局限。往後的研究顯示,這些系外行星(同類的行星後來亦陸續被發現)相信是由超新星爆發後的殘餘物質所構成(脈衝星當然便是原恆星經歷超新星爆發後的殘骸),或是原來的一些巨型氣態行星,受到超新星爆發的“火浴”洗禮而剩下來的固體核心。

 

環繞著PSR B1257 +12的行星,已被公認為人類首次確認的系外行星。但對於熱衷於尋找「別的地球」的人來說,這只能說是一個打岔的小插曲,這是因為這類行星的環境極其惡劣(太多高能輻射),根本不可能出現近似地球和適合生命茁長的環境。探索顯然還要繼續下去。

 

李偉才facebook 專頁:https://www.facebook.com/DrEddyLee

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