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來源：互聯(lián)網(wǎng)

南門二，也叫半人馬座阿爾法星，通常也稱為α Centauri 或 α Cen，是一個(gè)距離地球4.344光年的半人馬座三合星系統(tǒng)。該系統(tǒng)是距離地球最近的恒星系統(tǒng)（不算太陽），也是半人馬座的最亮星。其中，南門二A星是最大的恒星，質(zhì)量比太陽稍大，英文名為Rigil Kentaurus；南門二B星是第二大的，質(zhì)量比太陽稍小，英文名為Toliman；而南門二C星，也就是系統(tǒng)外圍的比鄰星，是質(zhì)量最小的恒星，英文名為Proxima Centauri，距離太陽只有4.24光年，是距離太陽最近的恒星。南門二A、B系統(tǒng)也是第一個(gè)被測(cè)量視差的恒星（系統(tǒng)）。

但受限于人眼的視覺分辨率，以肉眼觀測(cè)只能看到是一顆恒星，如果使用小型望遠(yuǎn)鏡便可很容易發(fā)現(xiàn)這是兩顆恒星構(gòu)成的雙星（南門二A星和B星）。事實(shí)上南門二不但是半人馬座的最亮星，更是全天第三亮星，僅次于天狼星和老人星。但對(duì)于外圍的比鄰星則由于太過暗淡（視星等11.13）無法用肉眼直接看到，需要使用中型望遠(yuǎn)鏡才能看到。

具體物理性質(zhì)上，主星A星光譜為G2V，質(zhì)量是太陽的1.0788倍，半徑是太陽的1.2175倍，是一顆比太陽稍大的恒星；伴星B星光譜為K1V，質(zhì)量是太陽的0.9092倍，半徑是太陽的0.8591倍，是一顆比太陽稍小的恒星。至于外圍C星比鄰星，其光譜為M5.5V，質(zhì)量則只有太陽的0.1221倍，半徑也只有太陽的0.1542倍，是一顆非常小且暗的低質(zhì)量紅矮星。內(nèi)部構(gòu)成層次上，AB雙星系統(tǒng)在一個(gè)離心率為0.5179，周期為79.91年的軌道上相互繞轉(zhuǎn)，最近時(shí)相距11.2AU（AU：天文單位，即日地平均距離），最遠(yuǎn)時(shí)相距35.6AU。對(duì)于外圍的比鄰星，則以511000年為周期，與AB雙星系統(tǒng)的質(zhì)心進(jìn)行相互繞轉(zhuǎn)。

南門二三合星系統(tǒng)一直都是尋找太陽系外行星以及探測(cè)外星生命存在的重點(diǎn)目標(biāo)。目前已經(jīng)在比鄰星周圍發(fā)現(xiàn)了三顆系外行星，其中兩顆已經(jīng)到得到證實(shí)，都是類似于地球這樣的行星，并且2016年發(fā)現(xiàn)的比鄰星b還位于比鄰星的宜居帶中，另外一顆c星則有待進(jìn)一步證實(shí)。至于AB雙星，雖然至今還沒有明確的行星存在證據(jù)，但都分別有一顆處于爭(zhēng)議狀態(tài)的行星候選體。

命名來源

按區(qū)域文化命名

古代中國

在中國古代二十八星宿體系中，南門二屬于東方青龍七宿之第一宿角宿下的南門星官（Southern Gate），意為庫樓的南門，也被認(rèn)為是南天門。在《史記·天官書》中記載其位置在亢宿的南面，由兩顆南北方向的亮星組成了南門星官。

近代歐洲

半人馬座阿爾法星（Alpha Centauri）這個(gè)名稱是由德國天文學(xué)家約翰·拜耳（Johann Bayer）于1603年命名的，這種命名方法也被稱為拜耳命名法。是一種以一個(gè)希臘字母做前導(dǎo)，后面伴隨著拉丁文所有格星座名稱的恒星命名法。

古阿拉伯

Rigil Kentaurus這個(gè)名稱是由阿拉伯語 “??? ????????”（Rijl al Kentaurus）演變而來，意為“半人馬的腳”。南門二的另外一個(gè)西方傳統(tǒng)名稱是Toliman，這個(gè)名稱可能是從希伯來語或阿拉伯文的“????????”（Al-Thalimain，意為鴕鳥）演變來的。

澳洲原住民

在澳大利亞維多利亞州西北部的原住民來說，南門二和馬腹一（β Cen）有一個(gè)共同的名字Bermbermgle。

按發(fā)現(xiàn)者命名

南門二AB雙星由于太過明亮，自遠(yuǎn)古以來就被世界各地人們所觀測(cè)到，所以無法定義誰是發(fā)現(xiàn)者。但對(duì)于非常暗淡的比鄰星，直到1915年才被天文學(xué)家羅伯特·因尼斯（Robert T. A. Innes）發(fā)現(xiàn)，他建議將該星命名為Proxima Centaurus，意為“半人馬座中最近的恒星”，也就是比鄰星。

按IAU命名

2016年，經(jīng)IAU（國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)）的恒星名稱工作組決定將南門二系統(tǒng)內(nèi)的每顆成員星賦予單獨(dú)的專有名詞。Rigil Kentaurus用于單指南門二A星，Proxima Centauri用于單指南門二C星。到了2018年8月10日，IAU又將Toliman命名于南門二B星。

恒星觀測(cè)

南門二系統(tǒng)總的視星等約為-0.27等，南門二A星（即三顆恒星中最亮的一顆）視星等為-0.01等，總絕對(duì)星等為4.4等，只比天狼星和老人星暗些，是全天第三亮星，也是半人馬座的最亮星。

常規(guī)觀測(cè)

肉眼觀測(cè)上，受限于人類的肉眼觀測(cè)分辨率（60''）限制，南門二AB雙星看上像是一顆恒星。但若使用普通的雙目望遠(yuǎn)鏡或小型天文望遠(yuǎn)鏡則很容易分辨出其實(shí)是一對(duì)雙星。

至于比鄰星，它位于南門二AB雙星的西南約2.18°的距離，大致是滿月視直徑的四倍。由于比鄰星是一顆視星等為11.13等的昏暗紅矮星，所以需要使用中型望遠(yuǎn)鏡才能觀察到。

南門二AB雙星系統(tǒng)是以80年的軌道周期進(jìn)行相互繞轉(zhuǎn)的，因此從地球上看起來其分離角距從2''到22''不等。在接下來的2037年和2038年，這時(shí)候上用望遠(yuǎn)鏡看上去AB兩顆星最為接近。

專業(yè)觀測(cè)

由于比鄰星是一顆變星類型為UV Cet的耀斑星，所以當(dāng)爆發(fā)大規(guī)模耀斑活動(dòng)時(shí)，它在可見光波段的亮度會(huì)迅速的提升0.6等，然后幾分鐘后又暗淡下去。但這種耀斑只能使用專業(yè)的光學(xué)或射電望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到。

緯度限制

因?yàn)槟祥T二位于接近赤緯61°的位置，所以在地球上北緯29°以北的地區(qū)而言，南門二始終不會(huì)升起。而對(duì)于從北緯29°至赤道這個(gè)區(qū)域的觀測(cè)者而言，只能在接近南方地平線的位置才能看到它。同樣的原理，比鄰星只能在北緯27°以南的區(qū)域才能看到。

距離與運(yùn)動(dòng)

距離測(cè)定

由于比鄰星是距離太陽最近的恒星，因此其精確距離的測(cè)量尤為重要，近幾十年，依賴于各種太空探測(cè)器以及專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)比鄰星的距離進(jìn)行了多次測(cè)量，截至目前最精確的測(cè)量數(shù)據(jù)源于歐洲航天局的蓋亞探測(cè)器與2020年發(fā)布的Gaia DR 3數(shù)據(jù)，測(cè)定比鄰星的視差為768.0665 ± 0.0499 mas，對(duì)應(yīng)距離為4.2465光年。其他歷史上具有代表性的距離測(cè)定事件如表1所示。

恒星自行

因?yàn)榫嚯x效應(yīng)，所以南門二系統(tǒng)中的每個(gè)成員在背景星空中具有很高的自行，通過天文學(xué)家基于幾個(gè)世紀(jì)以來的觀測(cè)數(shù)據(jù)可以明顯的發(fā)現(xiàn)其在天球上的位置在逐漸改變。

基于已測(cè)定的南門二AB雙星的自行，其系統(tǒng)質(zhì)心在向西偏北約11°的方向上的總運(yùn)動(dòng)值為3836 mas/yr（毫角秒/年），也就是每個(gè)世紀(jì)6.1'，每千年1.02°。具體分量上，向西運(yùn)動(dòng)為3620 mas/yr，對(duì)應(yīng)速度為23.0 km/s；每秒向北運(yùn)動(dòng)為694 mas/yr，對(duì)應(yīng)速度為4.4 km/s。

使用光譜學(xué)的測(cè)量結(jié)果顯示，AB雙星系統(tǒng)朝太陽方向的平均徑向速度為22.4 km/s。對(duì)于比鄰星，它在天空中每年約移動(dòng)3.85''，其朝向太陽運(yùn)動(dòng)的徑向速度為22.2 km/s。

未來預(yù)測(cè)

從所處銀河位置的整體視角看，南門二位置與太陽系類似，位于銀河系的主盤面上，在距離銀心約2.71萬光年處的位置上圍繞銀河系中心運(yùn)行。同時(shí)南門二AB雙星與比鄰星又以547000年的周期相互運(yùn)轉(zhuǎn)，交替成為距離太陽的最近恒星。比鄰星大約在32000年前成為距離太陽最近的恒星，并將在公元26710年后達(dá)到與太陽的距離最近值3.07光年，之后距離逐漸變遠(yuǎn)。

從天球位置變化視角看，南門二AB雙星將在未來數(shù)萬年內(nèi)持續(xù)改變著在天空內(nèi)的位置，并持續(xù)變亮。大約公元6200年左右，南門二AB雙星的自行使得其天球位置看起來與現(xiàn)在的馬腹一（β Cen，半人馬座第二亮星）非常靠近，發(fā)生罕見的一等星合相事件，在南方天空中形成一對(duì)明亮的光學(xué)雙星，盡管二者間的實(shí)際距離相當(dāng)遠(yuǎn)。之后，它將經(jīng)過南十字座的北部，然后繼續(xù)向西北方移動(dòng)，向上移動(dòng)到現(xiàn)在的天赤道位置并遠(yuǎn)離銀河系平面。公元27000年左右，南門二將運(yùn)動(dòng)至今天的長蛇座，并達(dá)到近日點(diǎn)，距離只有2.94光年。

物理性質(zhì)

在恒星演化階段上，南門二三合星系統(tǒng)的三顆成員星都是屬于處在穩(wěn)定階段的主序星；從規(guī)模分類上，AB兩星（G2V+K1V）分別是比太陽略大與略小（質(zhì)量、半徑）的類日恒星，C星則是小得多的M型紅矮星。恒星年齡上，通過對(duì)恒星旋轉(zhuǎn)，色球層活動(dòng)以及結(jié)合星震學(xué)的研究顯示，三顆恒星年齡基本與太陽相當(dāng)，具體的AB雙星年齡為53億年，C星略低，為48.5億年。

南門二A星

南門二A星是該三合星系統(tǒng)中質(zhì)量最大的一顆，同時(shí)也是AB雙星系統(tǒng)中的主星。通常被稱為Alpha Centauri A，簡(jiǎn)寫為α Cen A或ACA，專有名Rigil Kentaurus。

南門二A星的光譜分類是G2V，這意味著它是一顆與太陽（光譜：G2V）類似的黃色主序星。質(zhì)量上比太陽略重，為1.0788 Msun；直徑為太陽的1.2175倍，大約為1694800 km；光度也是比太陽高出51%，為1.51 Lsun（太陽光度）。表面溫度達(dá)到5790K，比太陽略高。

南門二A星上的磁場(chǎng)活動(dòng)水平大致與太陽相同，觀測(cè)顯示出由于恒星自轉(zhuǎn)而引起的日冕變化。同時(shí)該星每28.3天自轉(zhuǎn)一周，比太陽（25天）略慢。

南門二B星

南門二B星是該三合星系統(tǒng)中質(zhì)量略小于A星的一顆，同時(shí)也是AB雙星系統(tǒng)中的伴星。通常被稱為Alpha Centauri B，簡(jiǎn)寫為α Cen B或ACB，專有名Toliman。

南門二B星的光譜分類是K1V，這意味著它是一顆與太陽接近的橙色主序星。質(zhì)量上比太陽略低，為0.9092 Msun；直徑為太陽的0.86倍，大約為1197100 km；光度也是比太陽低50%，為0.5 Lsun。表面溫度達(dá)到5260K，比太陽低一些。

雖然南門二B星的整體光度只有A星的1/3，但在X射線波段會(huì)爆發(fā)出比A星高很多的能量；其光變曲線在一個(gè)短周期內(nèi)變化，并且被觀測(cè)到一次耀斑。并且B星上的磁場(chǎng)活動(dòng)比A星更活躍，變化周期約為8.2±0.2年。該星的自轉(zhuǎn)周期為36.7天。

南門二C星

南門二C星是該三合星系統(tǒng)中質(zhì)量最小的一顆，同時(shí)該三合星系統(tǒng)中最外圍的一顆。通常被稱為Alpha Centauri C，簡(jiǎn)寫為α Cen C或ACC，專有名Proxima Centauri，即半人馬座比鄰星，一般簡(jiǎn)寫為Proxima/比鄰星。

比鄰星的光譜分類是M5.5V，是一顆相對(duì)于AB星非常昏暗的主序階段紅矮星。該類型在赫羅圖上位于主序星位置，M5.5意味著比鄰星落于低質(zhì)量M型矮星末端，顏色上偏紅黃色。它的直徑只有太陽的15.42%，大約214646 km，只比木星的平均直徑高出55.15%。質(zhì)量非常小，只有太陽的12.21%。雖然看起來比木星大不了多少，但其質(zhì)量卻高達(dá)木星的128倍。表面溫度為2980K，比太陽低很多。

比鄰星在變星分類上屬于UV Cet，是一種耀斑星。磁場(chǎng)活躍，因此常會(huì)出現(xiàn)亮度隨機(jī)劇烈上升的現(xiàn)象。光度上，比鄰星在可見光波段的光度只有太陽的0.0056%，也就是太陽的1/17857，太過暗淡以至于無法用肉眼觀測(cè)到。但全電磁波段的總光度卻可達(dá)到太陽的0.16%。

在主序星階段，恒星的質(zhì)量越低通常其平均密度也就越高，比鄰星也是如此，其密度高達(dá)47.1，是太陽密度的33倍。如此高的密度也造成了其表面的重力異常巨大，測(cè)得其重力為5.2 cgs，也就是1584.9，相當(dāng)于地球表面重力的162倍。自轉(zhuǎn)上，比鄰星的自轉(zhuǎn)周期很長，大概每3個(gè)月（89.8天）自轉(zhuǎn)一周。

色球?qū)踊顒?dòng)

比鄰星有一個(gè)非常活躍的色球?qū)樱浔砻嬗?8%的區(qū)域都處于活躍狀態(tài)，該比例遠(yuǎn)高于處于太陽峰值期的表面活動(dòng)。即使是在寧靜狀態(tài)下（沒有或很少的耀斑活動(dòng)），其星冕溫度都能達(dá)到350萬K，相比之下太陽只有200萬K。比鄰星耀斑活動(dòng)周期為442天，遠(yuǎn)小于太陽的11年周期。但比鄰星的星風(fēng)水平較弱，由此造成的質(zhì)量損失率不超過太陽的20%。

內(nèi)部反應(yīng)

不同于太陽，由于比鄰星的質(zhì)量很低，所以其內(nèi)部聚變時(shí)產(chǎn)生的氦不會(huì)堆積在核心，因?yàn)榈唾|(zhì)量紅矮星的內(nèi)部物質(zhì)是完全對(duì)流的，所以導(dǎo)致能量是通過等離子體的物理運(yùn)動(dòng)帶出至恒星表面的，而非像太陽那樣的通過輻射帶出，從而會(huì)在整個(gè)星體內(nèi)部流動(dòng)循環(huán)。因此比鄰星近乎可以充分的利用所有氫來進(jìn)行核聚變，相比之下太陽只能利用10%的氫進(jìn)行核聚變。

軌道分析

AB雙星系統(tǒng)

南門二AB星雙星系統(tǒng)是一對(duì)以接近79.91年為周期相互繞行的雙星系統(tǒng)，二者圍繞共同質(zhì)心公轉(zhuǎn)。其軌道離心率為0.5179，因此兩顆恒星最接近時(shí)相距11.2AU（16.8億公里），大致是土星與太陽的距離；最遠(yuǎn)時(shí)相距35.6AU（53.3億公里），大致是冥王星與太陽的距離。

AB-C三合星系統(tǒng)

南門二AB-C三合星系統(tǒng)是南門二AB雙星系統(tǒng)的質(zhì)心和外圍比鄰星以511000年為周期進(jìn)行相互繞轉(zhuǎn)的恒星系統(tǒng)。

長期以來，一直不太確定比鄰星是否真的與AB雙星存在引力束縛關(guān)系，因?yàn)閷?duì)其的測(cè)量太少。直到2017年，通過對(duì)該系統(tǒng)精確得徑向速度分析表明，比鄰星確實(shí)受到AB雙星系統(tǒng)的引力束縛。具體結(jié)論為：比鄰星以一個(gè)周期為511000年，離心率為0.5的軌道與AB雙星系統(tǒng)相互繞行，二者最近時(shí)距離為4100AU，最遠(yuǎn)時(shí)12300AU。

研究顯示，比鄰星可能以一個(gè)約50萬年或者更久的圓形軌道，或是雙曲線軌道圍繞AB雙星運(yùn)行。

行星系統(tǒng)

因?yàn)槟祥T二是距離太陽系最近的恒星系統(tǒng)，且AB兩顆恒星都是與太陽類似（質(zhì)量、半徑、光譜、星齡、金屬豐度等）的恒星，所以長期以來都是天文學(xué)家作為尋找系外行星的重點(diǎn)研究目標(biāo)。即便如此，仍然沒有任何發(fā)現(xiàn)能夠充分證明AB兩星周圍存在行星或褐矮星等天體。

早期計(jì)算機(jī)模擬顯示，A星和B星周圍存在類地行星，并且一顆1.8倍地球質(zhì)量的行星已經(jīng)在B星宜居帶的內(nèi)側(cè)邊緣形成了。

從行星宜居帶的層面，比太陽稍大的南門二主星（A星）的宜居帶范圍大致在1.2-2.1AU，比太陽稍小的南門二伴星（B星）的宜居帶范圍大致在0.7-1.2AU，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的巖態(tài)行星會(huì)有著與地球類似的地表溫度以及具備液態(tài)水存在的條件。

A星行星系

α 半人馬座 A b也被稱為Candidate 1（1號(hào)候選體），簡(jiǎn)稱C1，是一顆尚未得到證實(shí)的環(huán)繞南門二A星的太陽系外行星。該星是歐洲南方天文臺(tái)通過甚大望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡采用直接成像法，通過對(duì)100個(gè)小時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)的。

這顆行星的軌道半徑約為1.1AU，大致位于主星A的宜居帶內(nèi)，軌道周期接近一年，但質(zhì)量卻高出地球很多倍，大約在20倍-50倍地球質(zhì)量之間。這意味著如果該行星真的存在，它將是一顆溫暖的氣巨星。目前對(duì)該候選體的探測(cè)只是初步的，也可能是設(shè)備鬼影或黃道面塵埃等原因造成的，還需要更多的觀測(cè)以確定其真實(shí)身份。

B星行星系

α Cen B b最早的稱發(fā)現(xiàn)α Cen B b的存在是歐洲南方天文臺(tái)（ESO）于2012年10月16日宣稱在南門二B星的周圍發(fā)現(xiàn)了一顆地球質(zhì)量大小的行星。該行星距離距離母很近，只有0.04AU，公轉(zhuǎn)一周只需要3.236天，如此近的距離導(dǎo)致其表面溫度至少有1500K。但后續(xù)基于一項(xiàng)新的分析結(jié)論顯示該行星并不存在。

但后來在2013年，又在B星上發(fā)現(xiàn)一次類似于行星凌日的事件，可能是一顆獨(dú)立的行星。根據(jù)該凌星事件的分析數(shù)據(jù)，該天體可能是一顆離心率為0.24，以20.4天的周期圍繞B星運(yùn)行的類地行星。

C星/比鄰星行星系

目前在比鄰星周圍已發(fā)現(xiàn)有三顆行星，其中兩顆已證實(shí)存在（比鄰星b & 比鄰星d），一顆（比鄰星c）尚有爭(zhēng)議。由于比鄰星是距離太陽系最近的恒星，因此環(huán)繞其運(yùn)行的行星b、c、d，是目前距離地球最近太陽系外行星。

2016年8月24日，一個(gè)系外行星研究團(tuán)隊(duì)提出一顆位于比鄰星宜居帶的行星可以解釋這些異常現(xiàn)象，并宣布了比鄰星b的發(fā)現(xiàn)。根據(jù)2022年最新的研究數(shù)據(jù)顯示，比鄰星b的質(zhì)量下限為1.07 ± 0.06ME，是一顆比地球稍大的類地行星。但該行星的半徑卻難以確定，預(yù)估的范圍大致在0.9 - 1.4倍地球半徑之間.

電磁輻射上，雖然其母星比鄰星是一顆遠(yuǎn)比太陽暗淡的紅矮星，但因比鄰星b距離母星足夠近，使得其表面所能接收的輻射能量達(dá)到地球的70%左右，其中主要能量位于紅外波段，其表面溫度可達(dá)到234K（-39℃）。并且由于距離近的緣故，從比鄰星b地表看向天空的比鄰星之時(shí)，會(huì)顯得比鄰星非常大，角直徑可達(dá)96'，是太陽的三倍左右。

比鄰星b距離其母星非常近，大致以730萬公里（0.04856個(gè)天文單位/AU）的半長軸軌道環(huán)繞比鄰星運(yùn)行，不到日地距離的1/20，因此公轉(zhuǎn)一周只有11.2天。且這個(gè)軌道距離正好位于比鄰星的宜居帶范圍內(nèi)，因此該行星地表可能存在液態(tài)水。

比鄰星c是該行星系中第二發(fā)現(xiàn)，但尚未得到充分證實(shí)的一顆行星。2019年4月，意大利天體物理學(xué)家Mario Damasso與他的同事首次報(bào)道了這顆行星。比鄰星c是一顆質(zhì)量為7倍地球質(zhì)量的超級(jí)地球或者是一顆小型的類海王星天體。它以約1.49天文單位的軌道半徑圍繞比鄰星運(yùn)行，是3顆行星中最遠(yuǎn)的一顆，運(yùn)行一周大約需要1928天，也就是5.28個(gè)地球年。直徑是地球直徑的1.674倍，約為21330Km。但由于行星軌道過遠(yuǎn)，所以行星的地表平均溫度會(huì)很低，預(yù)計(jì)只有39K（-234.2°C）左右。

比鄰星d是該行星系中第二顆得到證實(shí)的行星。它的發(fā)現(xiàn)是源于2020年通過基于對(duì)比鄰星b的徑向速度數(shù)據(jù)分析比鄰星b的質(zhì)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)以5.15天為周期的徑向速度突變。后續(xù)進(jìn)一步分析表明，該信號(hào)源的身份可能是一個(gè)質(zhì)量0.29倍地球質(zhì)量左右的行星，最終這顆行星在2022年得到證實(shí)存在。該行星質(zhì)量為地球質(zhì)量的0.26倍，大約是火星的兩倍；直徑為地球直徑的0.81倍，對(duì)應(yīng)10321Km，介于火星與金星之間。比鄰星d因?yàn)楸缺揉徯莃更加靠近母星，軌道半徑只有433萬Km（0.02885個(gè)天文單位）,因此只需要5.167天即可公轉(zhuǎn)一周。

2017年，一組使用智利阿塔卡瑪射電望遠(yuǎn)鏡陣列（ALMA）的天文學(xué)家宣稱在比鄰星周圍發(fā)現(xiàn)3條環(huán)繞其運(yùn)行的塵埃帶以及一個(gè)發(fā)射源。第一條是也最先發(fā)現(xiàn)的，是一條冷塵埃帶（Cold Belt），位于距恒星1-4AU的范圍內(nèi)，包含了大量塵埃和50km左右的天體，總質(zhì)量約為地球的1%，溫度約為40K。第二條是最內(nèi)側(cè)，是一條相對(duì)溫暖的熱塵埃帶（Warm Dust），距離恒星只有0.4AU。第三條被稱為極冷外環(huán)帶（Outer Belt）位于最外側(cè)，距離恒星30AU，溫度只有10K，軌道傾角大約45°。此外，還額外發(fā)現(xiàn)了一個(gè)距離恒星1.2角秒的緊湊發(fā)射源。

空間環(huán)境

附近星域環(huán)境

從銀河系整體視角看，南門二位于銀河的主盤面上，與太陽一樣，距離銀心約2.65萬光年。進(jìn)一步的位置，處在銀河系獵戶次漩臂中的本地泡（Local Bubble）中的G云（G Cloud）區(qū)域。G云是一片包括南門二，牛郎星等亮星在內(nèi)的星際云。而太陽處在與之相鄰的另一片叫本地星際云（LIC）的區(qū)域。

臨近恒星分布

從南門二的星空看去，太陽也同樣會(huì)是其附近恒星中（Luhman 16雙褐矮星系統(tǒng)除外）距離最近的恒星，天狼星同樣會(huì)是夜空中最亮的恒星，不同的是很多恒星都會(huì)改變相對(duì)位置以及星座所屬，具體的距離南門二系統(tǒng)10光年內(nèi)的主要恒星分布如下表所示：

天空視野

南門二AB星視野

對(duì)于南門二AB星的白天天空，不論是位于A星還是B星的行星，AB雙星就如同兩個(gè)一明一暗的太陽。具體而言，如果在距離A星1.25天文單位的位置上有一顆類地行星（軌道周期1.34年），那么A星的亮度看起來是與太陽相當(dāng)?shù)模鳥星的亮度會(huì)暗5.7至8.6等，但其視星等仍然高達(dá)-21.0至-18.2等，是滿月亮度的170至2300倍。相反的，如果在距離B星0.71天文單位的位置上有一顆類地行星（軌道周期0.63年），那么B星的亮度看起來是與太陽相當(dāng)?shù)模鳥星的亮度會(huì)暗4.6至7.3等，但其視星等仍然高達(dá)-22.1至-19.4等，是滿月亮度的520至6300倍。

對(duì)于南門二AB星的夜晚星空，太陽將會(huì)是一顆位于仙后座的0.5等白色亮星，相當(dāng)于從地球上看參宿四的亮度。并且太陽會(huì)是仙后座的最亮星，位于仙后座亮星閣道二（ε Cas）的東側(cè)，處在心臟星云（IC 1805）的正前方。

此時(shí)，冬季大三角將從等邊會(huì)變得非常細(xì)長，南河三會(huì)處在雙子座中心的位置看起來比北河三更加耀眼。而天狼星會(huì)變暗（-1.2）一些，但仍然是夜空中最亮的恒星，位置上會(huì)處在獵戶座的位置并且與參宿四相距不到1°的距離。至于夏季星空，織女一和牛郎星都會(huì)相對(duì)于天津四向西北方向移動(dòng)，使得夏季大三角看起來更加等邊。

而看向0.2光年外的比鄰星，在目前的分離距離下將只是一顆視星等只有4.5等的暗淡恒星，有幾百顆比它更亮的恒星。

比鄰星視野

對(duì)于比鄰星附近行星的白天天空，此時(shí)天空中的比鄰星看起來亮度與太陽相當(dāng)，因?yàn)槭且活w紅矮星，主要電磁輻射都集中在紅外波段，因此整個(gè)天空看起來會(huì)呈現(xiàn)出一種偏紅調(diào)的感覺，同時(shí)比鄰星的視直徑也將達(dá)到1.5°，約為太陽的3倍。

對(duì)于比鄰星附近行星夜晚星空，南門二AB雙星將會(huì)是星空中最亮的恒星，其次便是天狼星。若是看向太陽系方向，太陽仍會(huì)是仙后座的最亮星，并且亮度上會(huì)比從南門二AB雙星看去時(shí)更加稍亮些，達(dá)到0.4等，相當(dāng)于從地球上看南河三或水委一的亮度。

形成起源

關(guān)于南門二系統(tǒng)的起源以及AB雙星與比鄰星之間的引力關(guān)系，主要有兩種可能性：一種是共同起源論，另一種是不同起源論。

共同起源：早期內(nèi)部捕獲

這種機(jī)制是基于南門二系統(tǒng)的三顆成員星起源于同一片星云所演化出的星團(tuán)之中。在該原始星團(tuán)被星系潮汐力蒸發(fā)之前，作為主體的是1.5-2倍太陽質(zhì)量的南門二AB雙星，后來這對(duì)雙星與一顆低質(zhì)量恒星（也就是比鄰星）相遇并將其捕獲，從而形成了現(xiàn)在的南門二三合星系統(tǒng)。

這種形式方式的相關(guān)證據(jù)主要源于它們與鄰近恒星有著共同的空間運(yùn)動(dòng)以及大致相同的年齡。

在周圍星際空間中，目前已知有6個(gè)單星系統(tǒng)，2個(gè)雙星系統(tǒng)以及1個(gè)三合星系統(tǒng)都與南門二系統(tǒng)有著共同的運(yùn)動(dòng)（相近的運(yùn)動(dòng)方向與速度），這些恒星包括HD 4391、矩尺座γ2、Gliese 676等。它們的空間速度均在比鄰星本動(dòng)速度的10km/s內(nèi)，因此他它們可能起源于一個(gè)移動(dòng)星群或星團(tuán)之中。

進(jìn)一步研究表明，南門二的三顆成員星具有相近的年齡，因此它們很有可能起源于同一片星云。

不同起源：后期相遇捕獲。

這種機(jī)制是基于南門二系統(tǒng)的主體AB雙星與外圍成員比鄰星并非起源于同一片原始星云，只是后來二者都離開原始星團(tuán)成為銀河系的場(chǎng)星時(shí)發(fā)生了相遇事件，基于AB雙星的巨大質(zhì)量（相對(duì)于比鄰星）從而對(duì)比鄰星產(chǎn)生了引力捕獲，繼而形成了今天的三合星系統(tǒng)。

如果是這種形成方式，那么比鄰星最初一定有個(gè)高離心率的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道，后面慢慢經(jīng)星系潮汐和星際物質(zhì)的作用才逐漸穩(wěn)定下來。并且這種場(chǎng)景下，比鄰星對(duì)自身的環(huán)繞行星以及AB雙星的行星系的軌道干擾影響會(huì)更小。這種形成方式的主要證據(jù)是比鄰星與AB雙星的金屬量差異較大，這暗示著它們可能起源于一片不同的星云。

未來演化

恒星自身演化

南門二AB星

基于對(duì)南門二系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)演化分析。南門二A星大約在30億年之后脫離主序星階段并不斷膨脹至巨大的紅巨星階段，伴隨著這個(gè)過程，AB雙星各自的宜居帶行星也將分別清場(chǎng)。再之后B星也逐漸進(jìn)入到紅巨星階段，最終雙星系統(tǒng)在120億年后伴隨著質(zhì)量流失帶來的引力崩潰而成為兩個(gè)獨(dú)立的白矮星。

比鄰星

對(duì)比鄰星而言，其星齡已有48.5億年之久，在經(jīng)歷數(shù)十億年后隨著紅矮星的自轉(zhuǎn)速度降低，其磁場(chǎng)活動(dòng)和耀斑活動(dòng)的強(qiáng)度也會(huì)不斷降低。

像比鄰星這樣的低質(zhì)量紅矮星，由于它們相對(duì)較低的能量產(chǎn)生效率，意味著它可在主序星階段停留4萬億年之久。隨著氫核聚變的持續(xù)進(jìn)行，氦元素的含量不斷攀升，這時(shí)候其體積會(huì)不斷收縮，然后會(huì)進(jìn)入到藍(lán)矮星階段。在該階段，比鄰星的亮度會(huì)顯著增加，可達(dá)到太陽的2.5%，這個(gè)階段大約會(huì)持續(xù)幾十億年時(shí)間。

最終當(dāng)所有的氫燃料耗盡之時(shí)，會(huì)直接跳過紅巨星階段，轉(zhuǎn)化成一顆氦白矮星。此后，身為白矮星的比鄰星逐漸耗盡所有殘留的熱量，變成一顆沒有生機(jī)的黑矮星。由于比鄰星這樣的紅矮星其壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于宇宙的現(xiàn)今年齡，所以還沒有任何的藍(lán)矮星和黑矮星存在過。

系統(tǒng)引力演化

AB雙星系統(tǒng)

對(duì)于AB雙星系統(tǒng)，隨著兩顆恒星在后期演化過程中的質(zhì)量不斷流失，二者之間的雙星引力關(guān)系也將在120億年內(nèi)發(fā)生解體，變成兩顆獨(dú)立繞銀河運(yùn)轉(zhuǎn)的白矮星。

三合星系統(tǒng)

當(dāng)前，比鄰星一方面正以一條離心率為0.07，與銀心的相距2.7萬光年至3.1萬光年的軌道半徑圍繞銀河系中心運(yùn)行。另一方面，比鄰星同時(shí)以一個(gè)約50萬年或者更久的圓形軌道，或是雙曲線軌道圍繞AB雙星運(yùn)行，這有可能導(dǎo)致比鄰星在幾百萬年后脫離出這個(gè)系統(tǒng)。

即便幾百萬年后比鄰星沒有脫離這個(gè)系統(tǒng)，后期隨著南門二雙星的持續(xù)演化，質(zhì)量的持續(xù)流失導(dǎo)致其引力逐漸降低且增加不穩(wěn)定性，預(yù)計(jì)比鄰星35億年之后便會(huì)脫離當(dāng)前的三合星系統(tǒng)，并從此逐漸遠(yuǎn)離這對(duì)雙星。

探測(cè)計(jì)劃

南門二作為最近的恒星系統(tǒng)長期以來一直是外星探測(cè)項(xiàng)目的熱點(diǎn)目標(biāo)，因此有著各種形式的探測(cè)計(jì)劃。這些計(jì)劃主要分為兩類，一類是諸如暗淡紅點(diǎn)項(xiàng)目（Pale 紅色 Dot）這一類直接觀測(cè)的天文觀測(cè)計(jì)劃，另一類是以突破攝星計(jì)劃（Breakthrough Starshot）為代表的需要發(fā)射探測(cè)器抵達(dá)南門二的實(shí)地勘察計(jì)劃。

探測(cè)器抵達(dá)項(xiàng)目

突破攝星計(jì)劃（Breakthrough Starshot），該項(xiàng)目旨在通過一種Starchip的光帆飛行器，以0.2倍光速飛往南門二系統(tǒng)，包括探測(cè)比鄰星周圍的行星等具體任務(wù)，并在到達(dá)后向地球傳回訊息。該計(jì)劃雖然由物理學(xué)家斯蒂芬·霍金與投資人尤里·米爾納于2016年4月12日在紐約共同宣布了該項(xiàng)目的正式啟動(dòng)，但真正最有實(shí)質(zhì)意義的探測(cè)器發(fā)射任務(wù)并無任何行動(dòng)，因此屬于擱淺狀態(tài)。

遠(yuǎn)射項(xiàng)目（Project Longshot），該項(xiàng)目于1987-1988年提出，旨在通過一個(gè)無人駕駛的概念性星際航天器，已以核脈沖推進(jìn)作為動(dòng)力，前往南門二B星，進(jìn)入南門二B星的環(huán)繞軌道。

2069南門二任務(wù)（2069 Alpha Centauri mission），該計(jì)劃于2017年美國航空航天局提出，預(yù)計(jì)在2069年通過發(fā)射一個(gè)星際探測(cè)器搜尋南門二系統(tǒng)的行星上的生命跡象。動(dòng)力上采用激光推進(jìn)或太陽帆推進(jìn)，以0.1倍光速，于2113年飛抵南門二。但目前項(xiàng)目狀態(tài)仍留在概念階段。

天體觀測(cè)項(xiàng)目

類地行星發(fā)現(xiàn)者TPF（Terrestrial Planet Finder），該項(xiàng)目是NASA啟動(dòng)的一個(gè)以太空望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)搜尋類日恒星周圍的類地行星的深空探測(cè)計(jì)劃。該計(jì)劃列取了很多向太陽的類日恒星，其中，南門二AB雙星被列在前兩位目標(biāo)。該計(jì)劃被推遲數(shù)次，最后遭到取消。

暗淡紅點(diǎn)項(xiàng)目（Pale 紅色 Dot），該項(xiàng)目于2016年1月由全球8個(gè)國家的天文學(xué)家共同啟動(dòng)，該項(xiàng)目主要用來尋找尋找南門二C星，也就是比鄰星周圍的太陽系外行星。

太空干涉測(cè)量任務(wù)（Space Interferometry mission），該計(jì)劃是美國航空航天局與其承包商諾斯洛普·格魯曼公司共同提出的一個(gè)太空望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目。其主要目標(biāo)之一探測(cè)臨近恒星中的宜居帶行星。而比鄰星和南門二AB雙星都是該計(jì)劃中的一級(jí)目標(biāo)恒星。原本計(jì)劃于2015年發(fā)射，后數(shù)次推遲后再2010年被取消。

除了以上項(xiàng)目，已經(jīng)發(fā)射的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡（HST）以及近些年發(fā)射的詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）、蓋亞探測(cè)器（Gaia）等都對(duì)南門二系統(tǒng)有過獨(dú)立性的或包含性的觀測(cè)任務(wù)。