南门二

南门二，也叫半人马座阿尔法星，通常也称为α Centauri 或 α Cen，是一个距离地球4.344光年的半人马座三合星系统。该系统是距离地球最近的恒星系统（不算太阳），也是半人马座的最亮星。其中，南门二A星是最大的恒星，质量比太阳稍大，英文名为Rigil Kentaurus；南门二B星是第二大的，质量比太阳稍小，英文名为Toliman；而南门二C星，也就是系统外围的比邻星，是质量最小的恒星，英文名为Proxima Centauri，距离地球4.2465光年，是距离太阳系最近的恒星。

在中国古代二十八星宿X中，南门二属于东方青龙七宿之X宿角宿下的南门星官（Southern Gate），意为库楼的南门，也被认为是南天门。在《史记·天官书》中记载其位置在亢宿的南面，由两颗南北方向的亮星组成了南门星官。

半人马座阿尔法星（Alpha Centauri）这个名称是由德国天文学家约翰·拜耳（Johann Bayer）于1603年命名的，这种命名方法也被称为拜耳命名法。是一种以一个希腊字母做前导，后面伴随着拉丁文所有格星座名称的恒星命名法。

Rigil Kentaurus这个名称是由阿拉伯语 “رجل القنطورس”（Rijl al Kentaurus）演变而来，意为“半人马的脚”。另一个名称是Toliman，是由阿拉伯语“الظلمان”（Al-Thalimain）演变而来，意为“鸵鸟”。

在澳大利亚维多利亚州西北部的原住民来说，南门二和马腹一（β Cen）有一个共同的名字Bermbermgle。

南门二AB双星由于太过明亮，自远古以来就被世界各地人们所观测到，所以无法定义谁是发现者。但对于非常暗淡的比邻星，直到1915年才被天文学家罗伯特·因尼斯（Robert T. A. Innes）发现，他建议将该星命名为Proxima Centaurus，意为“半人马座中最近的恒星”，也就是比邻星。

2016年，经IAU（国际天文X合会）的恒星名称工作组决定将南门二系统内的每颗成员星赋予单独的专有名词。Rigil Kentaurus用于单指南门二A星，Proxima Centauri用于单指南门二C星。到了2018年8月10日，IAU又将Toliman命名于南门二B星。

南门二系统总的视星等为-0.27，只比天狼星和老人星暗些，是全天第三亮星，也是半人马座的最亮星。

X观测上，受限于人类的X观测分辨率（60''）限制，南门二AB双星看上像是一颗恒星。 但若使用普通的双筒望远镜或小型天文望远镜则很容易分辨出其实是一对双星。

至于比邻星，它位于南门二AB双星的西南约2.18°的距离，大致是满月视直径的四倍。由于比邻星是一颗视星等为11.13等的昏暗红矮星，所以需要使用中型望远镜才能观察到。

南门二AB双星系统是以80年的轨道周期进行相互绕转的，因此从地球上看起来其分离角距从2''到22''不等。在接下来的2037年和2038年，这时候上用望远镜看上去AB两颗星最为接近。

正常视野下的南门二AB(左上)双星和比邻星（红圈）位置分布 Credit：Skatebiker

由于比邻星是一颗变星类型为UV Cet的耀斑星，所以当爆发大规模耀斑活动时，它在可见光波段的亮度会迅速的提升0.6等，然后几分钟后又暗淡下去。但这种耀斑只能使用专业的光学或射电望远镜才能观测到。

因为南门二位于接近赤纬-61°的位置，所以在地球上北纬29°以北的地区而言，南门二始终不会升起。而对于从北纬29°至赤道这个区域的观测者而言，只能在接近南方地平线的位置才能看到它。同样的原理，比邻星只能在北纬27°以南的区域才能看到。

由于比邻星是距离太阳最近的恒星，因此其精确距离的测量尤为重要，近几十年，依赖于各种太空探测器以及专业机构对比邻星的距离进行了多次测量，截至目前最精确的测量数据源于欧空局的盖亚探测器与20X发布的Gaia DR 3数据，测定比邻星的视差为768.0665 ± 0.0499 mas，对应距离为4.2465光年。其他历史上具有代表性的距离测定事件如表1所示。

表1：比邻星精确距离历年测定一览表

年份	数据源	视差（mas）	距离（ly）
2020	Gaia DR3	768.0665 ± 0.0499	4.2465
2018	Gaia DR2	768.5004 ± 0.2о30	4.2439
2014	近星研究会	768.13 ± 1.04	4.2461
2007	依巴谷卫星重测数据	768.77 ± 0.37	4.2466
1999	哈勃望远镜	771.64 ± 2.60	4.2268
1997	依巴谷卫星初始数据	772.33 ± 2.42	4.2230

因为距离效应，所以南门二系统中的每个成员在背景星空中具有很高的自行，通过天文学家基于几个世纪以来的观测数据可以明显的发现其在天球上的位置在逐渐改变。

南门二B星相对于A星的视觉轨道（倾斜椭圆）和真实轨道（水平椭圆） Credit：Pourbaix

基于已测定的南门二AB双星的自行，其系统质心在向西偏北约11°的方向上的总运动值为3836 mas/yr（毫角秒/年），也就是每个世纪6.1'，每千年1.02°。 具体分量上，向西运动为3620 mas/yr，对应速度为23.0 km/s；每秒向北运动为694 mas/yr，对应速度为4.4 km/s。

使用光谱学的测量结果显示，AB双星系统朝太阳方向的平均径向速度为22.4 km/s。对于比邻星，它在天空中每年约移动3.85''，其朝向太阳运动的径向速度为22.2 km/s。

从所处银河位置的整体视角看，南门二位置与太阳系类似，位于银河系的主盘面上，在距离银心约2.71万光年处的位置上围绕银河系中心运行。同时南门二AB双星与比邻星又以547000年的周期相互运转，交替成为距离太阳的最近恒星。比邻星大约在32000年前成为距离太阳最近的恒星，并将在公元26710年后达到与太阳的距离最近值3.07光年，之后距离逐渐变远。

过去两万年与未来八万年太阳附近恒星距离变化曲线图 Credit：FrancescoA

从天球位置变化视角看，南门二AB双星将在未来数万年内持续改变着在天空内的位置，并持续变亮。大约公元6200年左右，南门二AB双星的自行使得其天球位置看起来与现在的马腹一（β Cen，半人马座第二亮星）非常靠近，发生罕见的一等星合相事件，在南方天空中形成一对明亮的光学双星，尽管二者间的实际距离相当远。之后，它将经过南十字座的北部，然后继续向西北方移动，向上移动到现在的天赤道位置并远离银河系平面。公元27000年左右，南门二将运动至今天的长蛇座，并达到近日点，距离只有2.94光年。

南门二未来三十万年的天球位置变化动态图 Credit：Henrykus

在恒星演化阶段上，南门二三合星系统的三颗成员星都是属于处在稳定阶段的主序星；从规模分类上，AB两星（G2V+K1V）分别是比太阳略大与略小（质量、半径）的类日恒星，C星则是小得多的M型红矮星。恒星年龄上，通过对恒星旋转，色球层活动以及结合星震学的研究显示，三颗恒星年龄基本与太阳相当，具体的AB双星年龄为53亿年，C星略低，为48.5亿年。

南门二三颗成员星与太阳的大小对比图 Credit：RJHall

南门二A星是该三合星系统中质量最大的一颗，同时也是AB双星系统中的主星。通常被称为Alpha Centauri A，简写为α Cen A或ACA，专有名Rigil Kentaurus。

南门二A星的光谱分类是G2V，这意味着它是一颗与太阳（光谱：G2V）类似的黄白色主序星。质量上比太阳略重，为1.0788 Msun；直径为太阳的1.2175倍，大约为1694800 km；光度也是比太阳高出51%，为1.51 Lsun（太阳光度）。表面温度达到5790K，比太阳略高。

南门二A星上的磁场活动水平大致与太阳相同，观测显示出其表面由黑子引起的日冕变化。同时该星每28.3天自转一周，比太阳（25天）略慢。

哈勃望远镜拍摄南门二AB双星解析影像 Credit：NASA HST

南门二B星是该三合星系统中质量略小于A星的一颗，同时也是AB双星系统中的伴星。通常被称为Alpha Centauri B，简写为α Cen B或ACB，专有名Toliman。

南门二B星的光谱分类是K1V，这意味着它是一颗与太阳接近的橙黄色主序星。质量上比太阳略低，为0.9092 Msun；直径为太阳的0.86倍，大约为1197100 km；光度也是比太阳低50%，为0.5 Lsun。表面温度达到5260K，比太阳低一些。

虽然南门二B星的整体光度只有A星的1/3，但在X射线波段会爆发出比A星高很多的能量。并且B星上的磁场活动比A星更活跃，变化周期约为8.2年。该星的自转周期为36.7天。

南门二C星是该三合星系统中质量最小的一颗，同时该三合星系统中最外围的一颗。通常被称为Alpha Centauri C，简写为α Cen C或ACC，专有名Proxima Centauri，即半人马座比邻星，一般简写为Proxima/比邻星。

哈勃望远镜拍摄比邻星解析影像 Credit：NASA HST

比邻星的光谱分类是M5.5V，是一颗相对于AB星非常昏暗的主序阶段红矮星。该类型在赫罗图X于主序星位置，M5.5意味着比邻星落于低质量M型矮星末端，颜色上偏红黄色。它的直径只有太阳的15.42%，大约214646 km，只比木星的平均直径高出55.15%。质量非常小，只有太阳的12.21%。虽然看起来比木星大不了多少，但其质量却高达木星的128倍。表面温度为2980K，比太阳低很多。

比邻星与木星大小对比图 Credit：Castor Jiang

比邻星在变星分类上属于UV Cet，是一种耀斑星。磁场活跃，因此常会出现亮度随机剧烈上升的现象。光度上，比邻星在可见光波段的光度只有太阳的0.0056%，也就是太阳的1/17857，太过暗淡以至于无法用X观测到。但全电磁波段的总光度却可达到太阳的0.16%。

在主序星阶段，恒星的质量越低通常其平均密度也就越高，比邻星也是如此，其密度高达47.1

，是太阳密度的33倍。如此高的密度也造成了其表面的重力异常巨大，测得其重力为5.2 cgs，也就是1584.9

，相当于地球表面重力的162倍。自转上，比邻星的自转周期很长，大概每3个月（89.8天）自转一周。

比邻星有一个非常活跃的色球层，其表面有88%的区域都处于活跃状态，该比例远高于处于太X值期的表面活动。即使是在宁静状态下（没有或很少的耀斑活动），其星冕温度都能达到350万K，相比之下太阳只有200万K。比邻星耀斑活动周期为442天，远小于太阳的11年周期。但比邻星的星风水平较弱，由此造成的质量损失率不超过太阳的20%。

比邻星耀斑爆发艺术模拟图 Credit：Casey Reed/NASA

不同于太阳，由于比邻星的质量很低，所以其内部聚变时产生的氦不会堆积在核心，因为低质量红矮星的内部物质是完全对流的，所以导致能量是通过等离子体的物理运动带出至恒星表面的，而非像太阳那样的通过辐射带出，从而会在整个星体内部流动循环。因此比邻星近乎可以充分的利用所有氢来进行核聚变，相比之下太阳只能利用10%的氢进行核聚变。

南门二AB星双星系统是一对以接近80年（79.762年）为周期相互绕行的双星系统，二者围绕共同质心公转。其轨道离心率为0.52，因此两颗恒星最接近时相距11.2AU，大致是土星与太阳的距离；最远时相距35.6AU，大致是冥王星与太阳的距离。

南门二AB双星近场影像 Credit：Marco Lorenzi

南门二AB-C三合星系统是南门二AB双星系统的质心和外围比邻星以511000年为周期进行相互绕转的恒星系统。

比邻星环绕南门二AB双星的运行轨道示意图 Credit：ESO

长期以来，一直不太确定比邻星是否真的与AB双星存在引力束缚关系。直到2017年，通过对该系统精确得径向速度分析表明，比邻星确实受到AB双星系统的引力束缚。具体结论为：比邻星以一个周期为511000年，离心率为0.5的轨道与AB双星系统相互绕行，二者最近时距离为4100AU，最远时12300AU。

研究显示，比邻星可能以一个约50万年或者更久的圆形轨道，或是双曲线轨道围绕AB双星运行。

因为南门二是距离太阳系最近的恒星系统，且AB两颗恒星都是与太阳类似（质量、半径、光谱、星龄、金属丰度等）的恒星，所以长期以来都是天文学家作为寻找系外行星的重点研究目标。即便如此，仍然没有任何发现能够充分证明AB两星周围存在行星或褐矮星等天体。

早期计算机模拟显示，A星和B星周围存在类地行星，并且一颗1.8倍地球质量的行星已经在B星宜居带的内侧边缘形成了。

南门二A星、B星宜居带范围对比图 Credit：PHL@Arecibo

从行星宜居带的层面，比太阳稍大的南门二主星（A星）的宜居带范围大致在1.2-2.1AU，比太阳稍小的南门二伴星（B星）的宜居带范围大致在0.7-1.2AU，在这个区域内的岩态行星会有着与地球类似的地表温度以及具备液态水存在的条件。

表2：南门二行星系一览表

行星	α Cen A b	α Cen B b	Proxima b	Proxima c	Proxima d
环绕恒星	α Cen A	α Cen B	Proxima（比邻星）
对地距离（ly）	4.344 ± 0.002		4.2465 ± 0.0003
证实状态	争议中	争议中	已证实	争议中	已证实
半长轴（AU）	1.1	-	0.04856 ± 0.003	1.48 ± 0.08	0.02885
离心率	-	0.24	0.02	0.04 ± 0.01	0.04
轨道周期（d）	360	20.4	11.1881 ± 0.006	1928.0 ± 20.0	5.167
质量（ME）	20 - 50	1.01 ± 0.09	1.07 ± 0.06	7.77 ± 2.71	0.26 ± 0.08
半径（RE）	3.3 - 7.0	0.92 ± 0.06	0.94 - 1.4	1.674	0.81 ± 0.08
表面温度（K）	-	-	216	39	360
检测方法	直接成像法	凌星法	径向速度法	径向速度法	径向速度法
发现时间	2021.02	2015.03	2016.08.24	2019.04	2020

α Cen A b也被称为Candidate 1（1号候选体），简称C1，是一颗尚未得到证实的环绕南门二A星的系外行星。该星是欧洲南方天文台通过VLT望远镜采用直接成像法，通过对100个小时的观测数据分析后发现的。

这颗行星的轨道半径约为1.1AU，大致位于主星A的宜居带内，轨道周期接近一年，但质量却高出地球很多倍，大约在20倍-50倍地球质量之间。这意味着如果该行星真的存在，它将是一颗温暖的气X。目前对该候选体的探测只是初步的，也可能是设备鬼影或黄道面尘埃等原因造成的，还需要更多的观测以确定其真实身份。

行星α Cen A b候选体C1发现时的位置标记图像 Credit：NEAR

α Cen B b最早的称发现α Cen B b的存在是欧洲南方天文台（ESO）于2012年10月16日宣称在南门二B星的周围发现了一颗地球质量大小的行星。该行星距离距离母很近，只有0.04AU，公转一周只需要3.236天，如此近的距离导致其表面温度至少有1500K。但后续基于一项新的分析结论显示该行星并不存在。

但后来在2013年，又在B星上发现一次类似于行星凌日的事件，可能是一颗独立的行星。根据该凌星事件的分析数据，该天体可能是一颗离心率为0.24，以20.4天的周期围绕B星运行的类地行星。

从α Cen B b看向南门二AB双星和太阳系的视野模拟图 Credit：ESO

目前在比邻星周围已发现有三颗行星，其中两颗已证实存在（比邻星b & 比邻星d）， 一颗（比邻星c）尚有争议。由于比邻星是距离太阳系最近的恒星，因此环绕其运行的行星b、c、d，是目前距离地球最近系外行星。

2016年8月24日，一个系外行星研究团队提出一颗位于比邻星宜居带的行星可以解释这些异常现象，并宣布了比邻星b的发现。根据20X最新的研究数据显示，比邻星b的质量下限为1.07 ± 0.06ME，是一颗比地球稍大的类地行星。但该行星的半径却难以确定，预估的范围大致在0.9 - 1.4倍地球半径之间.

电磁辐射上，虽然其母星比邻星是一颗远比太阳暗淡的红矮星，但因比邻星b距离母星足够近，使得其表面所能接收的辐射能量达到地球的70%左右，其中主要能量位X外波段，其表面温度可达到234K（-39℃）。并且由于距离近的缘故，从比邻星b地表看向天空的比邻星之时，会显得比邻星非常大，角直径可达96'，是太阳的三倍左右。

从比邻星b看向比邻星和AB双星 Credit：ESO

比邻星b距离其母星非常近，大致以730万公里（0.04856个天文单位/AU）的半长轴轨道环绕比邻星运行，不到日地距离的1/20，因此公转一周只有11.2天。且这个轨道距离正好位于比邻星的宜居带范围内，因此该行星地表可能存在液态水。

比邻星b轨道、比邻星宜居带与太阳系水星轨道对比图 Credit：ESO

比邻星c是该行星系中第二发现，但尚未得到充分证实的一颗行星。2019年4月，意大利天体物理学家Mario Damasso与他的同事首次报道了这颗行星。比邻星c是一颗质量为7.77倍地球质量的超级地球或者是一颗小型的类海王星天体。 它以1.48天文单位的轨道半径围绕比邻星运行，是3颗行星中最远的一颗，运行一周大约需要1928天，也就是5.28个地球年。直径是地球直径的1.674倍，约为21330Km。但由于行星轨道过远，所以行星的地表平均温度会很低，预计只有39K（-234.2°C）左右。

比邻星c与行星b、d轨道以及比邻星宜居带相对位置对比图 Credit：Szczureq

比邻星d是该行星系中第二颗得到证实的行星。它的发现是源于20X通过基于对比邻星b的径向速度数据分析比邻星b的质量时，发现了一个以5.15天为周期的径向速度突变。后续进一步分析表明，该信号源的身份可能是一个质量0.29倍地球质量左右的行星，最终这颗行星在20X得到证实存在。该行星质量为地球质量的0.26倍，大约是火星的两倍；直径为地球直径的0.81倍，对应10321Km，介于火星与金星之间。 比邻星d因为比比邻星b更加靠近母星，轨道半径只有433万Km（0.02885个天文单位）,因此只需要5.167天即可公转一周。

从比邻星d看向比邻星 Credit：ESO

2017年，一组使用智利阿塔卡玛射电望远镜阵列（ALMA）的天文学家宣称在比邻星周围发现3条环绕其运行的尘埃带以及一个发射源。X条是也最先发现的，是一条冷尘埃带（Cold Belt），位于距恒星1-4AU的范围内，包含了大量尘埃和50km左右的天体，总质量约为地球的1%，温度约为40K。第二条是最内侧，是一条相对温暖的热尘埃带（Warm Dust），距离恒星只有0.4AU。第X被称为极冷外环带（Outer Belt）位于最外侧，距离恒星30AU，温度只有10K，轨道倾角大约45°。此外，还额外发现了一个距离恒星1.2角秒的紧凑发射源。

比邻星尘埃带的艺术模拟图 Credit：ESO

从银河系整体视角看，南门二位于银河的主盘面上，与太阳一样，距离银河系中心约2.65万光年。进一步的位置，处在银河系猎户次漩臂中的本地泡（Local Bubble）中的G云（G Cloud）区域。G云是一片包括南门二，牵牛星等亮星在内的星际云。而太阳处在与之相邻的另一片叫本地星际云（LIC）的区域。

太阳、南门二所处的G云以及本星际云的示意图 Credit：NASA

从南门二的星空看去，太阳也同样会是其附近恒星中（Luhman 16双褐矮星系统除外）距离最近的恒星，天狼星同样会是夜空中最亮的恒星，不同的是很多恒星都会改变相对位置以及星座所属，具体的距离南门二系统10光年内的主要恒星分布如下表所示：

表3：南门二临近恒星分布表

恒星	距离 ly	光谱
Luhman 16	3.59	L7.5 + T0.5
太阳	4.4	G2V
巴纳德星	6.5	M3.5V
V1216 Sag	8.1	M3.5V
CN Leo	8.3	M6.5V
天狼星	9.5	A1V + DA2
波斯七	9.7	K2V + (T1+T6)

太阳和南门二附近恒星分布示意图 Credit：Nsae Comp

对于南门二AB星的白天天空，不论是位于A星还是B星的行星，AB双星就如同两个一明一暗的太阳。具体而言，如果在距离A星1.25天文单位的位置上有一颗类地行星（轨道周期1.34年），那么A星的亮度看起来是与太阳相当的，而B星的亮度会暗5.7至8.6等，但其视星等仍然高达-21.0至-18.2等，是满月亮度的170至2300倍。相反的，如果在距离B星0.71天文单位的位置上有一颗类地行星（轨道周期0.63年），那么B星的亮度看起来是与太阳相当的，而B星的亮度会暗4.6至7.3等，但其视星等仍然高达-22.1至-19.4等，是满月亮度的520至6300倍。

从某颗行星上看南门二AB双星的日出模拟图 Credit：Deviantart

对于南门二AB星的夜晚星空，太阳将会是一颗位于仙后座的0.5等白色亮星，相当于从地球上看参宿四的亮度。并且太阳会是仙后座的最亮星，位于仙后座亮星阁道二（ε Cas）的东侧，处在心脏星云（IC 1805）的正前方。

此时，冬季大三角将从等边会变得非常细长，南河三会处在双子座中心的位置看起来比北河三更加耀眼。而天狼星会变暗（-1.2）一些，但仍然是夜空中最亮的恒星，位置上会处在猎户座的位置并且与参宿四相距不到1°的距离。至于夏季星空，织女星和河鼓二都会相对于天津四向西北方向移动，使得夏季大三角看起来更加等边。

而看向0.2光年外的比邻星，在目前的分离距离下将只是一颗视星等只有4.5等的暗淡恒星，有几百颗比它更亮的恒星。

从南门二某颗行星表面上看到的星空模拟图 Credit：Celestia

对于比邻星附近行星的白天天空，此时天空中的比邻星看起来亮度与太阳相当，因为是一颗红矮星，主要电磁辐射都集中在X波段，因此整个天空看起来会呈现出一种偏红调的感觉，同时比邻星的视直径也将达到1.5°，约为太阳的3倍。

从比邻星某颗行星上看到的天空模拟图 Credit：Science Photo Library

对于比邻星附近行星夜晚星空，南门二AB双星将会是星空中最亮的恒星，其次便是天狼星。若是看向太阳系方向，太阳仍会是仙后座的最亮星，并且亮度上会比从南门二AB双星看去时更加稍亮些，达到0.4等，相当于从地球上看南河三或水委一的亮度。

关于南门二系统的起源以及AB双星与比邻星之间的引力关系，主要有两种可能性：一种是共同起源论，另一种是不同起源论。

这种机制是基于南门二系统的三颗成员星起源于同一片星云所演化出的星团之中。在该原始星团被星系潮汐力蒸发之前，作为主体的是1.5-2倍太阳质量的南门二AB双星，后来这对双星与一颗低质量恒星（也就是比邻星）相遇并将其捕获，从而形成了现在的南门二三合星系统。

这种形式方式的相关证据主要源于它们与邻近恒星有着共同的空间运动以及大致相同的年龄。

在周围星际空间中，目前已知有6个单星系统，2个双星系统以及1个三合星系统都与南门二系统有着共同的运动（相近的运动方向与速度），这些恒星包括HD 4391、矩尺座γ2、Gliese 676等。它们的空间速度均在比邻星本动速度的10km/s内，因此他它们可能起源于一个移动星X或星团之中。

进一步研究表明，南门二的三颗成员星具有相近的年龄，因此它们很有可能起源于同一片星云。

这种机制是基于南门二系统的主体AB双星与外围成员比邻星并非起源于同一片原始星云，只是后来二者都离开原始星团成为银河系的场星时发生了相遇事件，基于AB双星的巨大质量（相对于比邻星）从而对比邻星产生了引力捕获，继而形成了今天的三合星系统。

如果是这种形成方式，那么比邻星最初一定有个高离心率的运转轨道，后面慢慢经星系潮汐和星际物质的作用才逐渐稳定下来。并且这种场景下，比邻星对自身的环绕行星以及AB双星的行星系的轨道干扰影响会更小。这种形成方式的主要证据是比邻星与AB双星的金属量差异较大，这暗示着它们可能起源于一片不同的星云。

基于对南门二系统的动力学演化分析。南门二A星大约在30亿年之后脱离主序星阶段并不断X至巨大的红X阶段，伴随着这个过程，AB双星各自的宜居带行星也将分别清场。再之后B星也逐渐进入到红X阶段，最终双星系统在120亿年后伴随着质量流失带来的引力崩溃而成为两个独立的白矮星。

对比邻星而言，其星龄已有48.5亿年之久，在经历数十亿年后随着红矮星的自转速度降低，其磁场活动和耀斑活动的强度也会不断降低。

像比邻星这样的低质量红矮星，由于它们相对较低的能量产生效率，意味着它可在主序星阶段停留4万亿年之久。随着氢核聚变的持续进行，氦元素的含量不断攀升，这时候其体积会不断收缩，然后会进入到蓝矮星阶段。在该阶段，比邻星的亮度会显著增加，可达到太阳的2.5%，这个阶段大约会持续几十亿年时间。

艺术家设想的蓝矮星概念图 Credit：Baperookamo

最终当所有的氢燃料耗尽之时，会直接跳过红X阶段，转化成一颗氦白矮星。此后，身为白矮星的比邻星逐渐耗尽所有残留的热量，变成一颗没有生机的黑矮星。由于比邻星这样的红矮星其寿命远远高于宇宙的现今年龄，所以还没有任何的蓝矮星和黑矮星存在过。

对于AB双星系统，随着两颗恒星在后期演化过程中的质量不断流失，二者之间的双星引力关系也将在120亿年内发生X，变成两颗独立绕银河运转的白矮星。

当前，比邻星一方面正以一条离心率为0.07，与银心的相距2.7万光年至3.1万光年的轨道半径围绕银河系中心运行。另一方面，比邻星同时以一个约50万年或者更久的圆形轨道，或是双曲线轨道围绕AB双星运行，这有可能导致比邻星在几百万年后脱离出这个系统。

即便几百万年后比邻星没有脱离这个系统，后期随着南门二双星的持续演化，质量的持续流失导致其引力逐渐降低且增加不稳定性，预计比邻星35亿年之后便会脱离当前的三合星系统，并从此逐渐远离这对双星。

南门二作为最近的恒星系统长期以来一直是外星探测项目的热点目标，因此有着各种形式的探测计划。这些计划主要分为两类，一类是诸如暗淡红点项目（Pale Red Dot）这一类直接观测的天文观测计划，另一类是以突破摄星计划（Breakthrough Starshot）为代表的需要发射探测器抵达南门二的实地勘察计划。

突破摄星计划（Breakthrough Starshot），该项目旨在通过一种Starchip的光帆飞行器，以0.2倍光速飞往南门二系统，包括探测比邻星周围的行星等具体任务，并在到达后向地球传回讯息。该计划虽然由物理学家史蒂芬·霍金与投资人尤里·米尔纳于2016年4月12日在纽约共同宣布了该项目的正式启动，但真正最有实质意义的探测器发射任务并无任何行动，因此属于搁浅状态。

突破摄星计划光帆探测器概念图 Credit：Breakthroughinitiatives

远射项目（Project Longshot），该项目于1987-1988年提出，旨在通过一个无人驾驶的概念性星际航天器，已以核脉冲推进作为动力，前往南门二B星，进入南门二B星的环绕轨道。

2069南门二任务（2069 Alpha Centauri mission），该计划于2017年NASA提出，预计在2069年通过发射一个星际探测器搜寻南门二系统的行星上的生命迹象。动力上采用激光推进或太阳帆推进，以0.1倍光速，于2113年飞抵南门二。但目前项目状态仍留在概念阶段。

类地行星发现者TPF（Terrestrial Planet Finder），该项目是NASA启动的一个以太空望远镜系统搜寻类日恒星周围的类地行星的深空探测计划。该计划列取了很多向太阳的类日恒星，其中，南门二AB双星被列在前两位目标。该计划被推迟数次，最后遭到取消。

类地行星发现者的X干涉仪概念图 Credit：NASA

暗淡红点项目（Pale Red Dot），该项目于2016年1月由全球8个国家的天文学家共同启动，该项目主要用来寻找寻找南门二C星，也就是比邻星周围的系外行星。

太空干涉测量任务（Space Interferometry Mission），该计划是NASA与其承包商诺斯洛普·格鲁曼公司共同提出的一个太空望远镜项目。其主要目标之一探测临近恒星中的宜居带行星。而比邻星和南门二AB双星都是该计划中的一级目标恒星。原本计划于2015年发射，后数次推迟后再2010年被取消。

SIM Lite太空望远镜概念图 Credit：NASA

除了以上项目，已经发射的哈勃太空望远镜（HST）以及近些年发射的韦伯望远镜（JWST）、盖亚探测器（Gaia）等都对南门二系统有过独立性的或包含性的观测任务。

南门二作为天文学上的热点研究目标，也启发了众多以此为故事背景的文学影视作品的创作。

以南门二为故事背景的作品名单

作品	主要内容
阿凡达（Avatar）	X导演卡梅隆所制作的一部科幻电影，故事设定于2154年，人类殖民了一颗环绕南门二A星的巨型气态行星波吕斐摩斯的宜居卫星潘多拉的故事
变形金刚（Transformers）	Transformers。X的硬科幻类IP，包括与之相关的很多电影、动画、漫画或剧集，故事中设定的汽车人和霸天虎的故乡就是一颗围绕南门二运行的机械星球塞博坦
三体（The Three-Body）	中国的一本畅销科幻小说，故事中描绘的三体星系原型就是现在的南门二三合星系统
沙丘（Dune）	一个美国的X科幻小说，也包括一些同名IP影视作品，故事中设定的行星Ecaz便是环绕南门二B星运行一颗行星

阿凡达科幻X中的南门二行星系分布 Credit：RDA

展开[a]

Msun：太阳质量。IAU认定的一个太阳质量为(1.98847±0.00007)×10 kg

[b]

Dsun：太阳直径。有太阳半径Rsun计算而来，一个太阳半径按照国际天文X合会的认定标准为695700 km，则一个太阳直径为1391400 km

[c]

Lsun：太阳光度。是天文学家常用来测量恒星，星系等天体的常用光度单位，一个太阳光度按照国际天文X合会的标准为3.828 × 10 W

[d]

自行：是指恒星相对于太阳系的质心，随时间变化而显示出来的在位置角度上的改变。测量单位是角秒/年。一般而言，由于距离效应，太阳附件的恒星自行都比较高，而那些遥远的背景恒星每年的自行微乎其微。

[e]

UV Cet：一种耀斑星类型。是以红矮星UV Cet为原型星命名的一种耀斑星，这种恒星在耀斑爆发后短时间内亮度会迅速攀升好数个星等

展开[1]alf Cen by Simbad.Simbad. [2024-03-28].

[2]alf Cen A by Simbad.Simbad. [2024-03-27].

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