如果地球公转轨道的中心不是太阳，而是另一颗恒星或一个黑洞，那会如何？

太阳为地球上的已知生命创造了理想的生存环境。或者，更可能是地球上的生命进化成了完美适应这颗恒星的样子，正所谓什么样的模子刻出什么样的像。对我们来说，太阳不冷也不热，不远也不近，不太老也不太年轻。它和银河系里其他的许多恒星一样，正处于中年。45亿年前它开始闪耀，并将继续闪耀这么长时间，最后变成一颗红巨星，使内太阳系的行星——从水星到火星都难逃一劫。但太阳肯定不是我们在宇宙中的唯一选择。要理解“如果我们的太阳是另一颗恒星，地球上将会发生什么”这一问题，有个关键概念得弄清楚，即“宜居带”的概念。这个词的意思是，行星与恒星的距离能使行星上存在液态水。但这并不是说位于宜居带的行星上就一定有生命存活，比如火星公转时有一部分会进入宜居带，金星在很长一段历史时期都位于宜居带——其实这只是行星上生命发展的基本条件之一。

通过观察光，天文学家将恒星分成了许多类别，即“光谱分类”，分类依据是恒星的表面温度。这一方法的开创者也是科学研究史上被遗忘的伟大人物之一：安妮·詹普·坎农（Annie Jump Cannon），她唯一的“错误”是其女性的身份，而当时的科学界偏偏是由男性主宰的。坎农和其他一些杰出的女性科学家，如亨利爱塔·斯万·勒维特（Henrietta Swan Leavitt）、威廉敏娜·弗莱明（Williamina Fleming）都是天文学家爱德华·皮克林（Edward Pickering）的团队成员，该团队以“哈佛计算员”著称。她们的任务是完成艰难的天文计算并整理分类。在那个连机械计算器都没有的时代，这些分类十分宝贵，对整个科学界都很有意义。今天，恒星光谱分类几乎已是一门独立学科，首先为其正名的是另一名女性——天体物理学家塞西莉亚·佩恩（Cecilia Payne，她揭示了恒星与地球不同，主要由氢和氦组成。这一观点在当时引发了轩然大波）。坎农和佩恩的猜想非常正确，直到100多年后的今天，恒星光谱分类法的大体框架依然没变。主要的7个光谱类别从最冷到最热分别是O、B、A、F、G、K、M。天文学家用一句英文来记这个顺序，非常容易：Oh, Be A Fine Girl/Guy, Kiss Me!（噢，听话一点，亲亲我！）这生动地告诉我们，原来早在100年前研究员的情感生活就是死气沉沉的了。其他次要的类别还有许多，但全部写下来未免太过复杂。

M型星，即红矮星，是指体积最小、数量最多的那些恒星。银河系里超过3/4的恒星都是红矮星，其原因有两个：分子云收缩、坍塌形成多个恒星的同时，自身分裂成越来越小的碎片，结果会形成一堆“小矮子”和少量巨大的恒星；第二个原因是它们的寿命长得离谱。恒星的体积越小，控制核燃料的能力就越强，这便使得它们可以活特别久。已知最小的恒星质量约为太阳的8%，但它们最多能活10万亿年，这可是太阳的1000倍。与此对照：宇宙大约存在了137亿年。至今还没有任何红矮星死亡。红矮星十分暗淡，温热的红光甚至不敌太阳光的1/1000，所以它们的宜居带在很近的范围内。此类情况的最好代表是一颗有名的红矮星TRAPPIST-1的行星系统，足足有7颗行星绕这颗红矮星运转，它们很可能是岩质行星，公转轨道离这颗红矮星很近，其中甚至有3颗都位于宜居带。这个系统十分紧凑，木星及其卫星所占的空间对这个系统来说简直绰绰有余。由于距离太近，几乎可以肯定此类红矮星的行星被潮汐锁定了。坏的方面是，较小的红矮星在早期一般特别活跃，以“耀斑星”（stella a brillamento）为人所熟知，它们不断产生超级耀斑，却不怎么考虑围绕它们公转的行星，夺走了这些行星的大气层。很遗憾，TRAPPIST-1就属于这一类。

K型星，即橙矮星，数量要少一点儿，在银河系里占1/8。它们位于暗淡的红矮星与太阳这类恒星之间，质量是太阳的50%～80%。橙矮星的寿命也特别长，平均能活200亿～700亿年。因此，它们有望提供生命居住的条件。与红矮星相反，橙矮星很热，所以宜居行星不需要离它太近以至被潮汐锁定。而且，橙矮星不会产生超级耀斑，这进一步促进了行星系统的稳定。在围绕K型星或非耀斑星的M型星公转的行星上，植物可能主要接收红色光和红外线，很少接收绿光或蓝光。因为接收到的这些光只能带来很少能量，所以植物要尽可能多地吸收光才能生存下去，因此它们便会呈黑色或暗红色。

我们的太阳是一颗G型星，即黄矮星。这一类恒星只占银河系的1/13，正因此，人们认为首个外星生命最可能在更热的K型星或M型星周围的行星上找到。黄矮星平均能活70亿～200亿年，而我们的宇宙已经见证过一些此类恒星的衰亡，所以它的岁数已经很大了。正如你们所想，一颗黄矮星周围的生命就是我们。地球利用太阳能量的方式现已有数十种，最常见的是叶绿素参与的光合作用，它使植物呈现出漂亮的绿色。光是由微粒组成的，每个微粒都携带一些能量，这些微粒便是光子。太阳发出的光主要由黄色和绿色的光子组成，但地球上的植物更喜欢红色光（能量较少但数量充足）和蓝色光（数量较少但富含能量）。绿色光虽然非常多，但植物吸收后会变得太热，也会损害色素，所以绿色光便被反射出来。这正是植物呈绿色的原因！可惜，与前面几类恒星相比，生命在这类恒星周围可存活的时间太短了。地球只剩下10亿年的时间，以后便难以保证复杂生命形式的存在。尽管太阳还有50亿年寿命，但它的亮度正在不可避免地缓慢增加。再过10亿年，它的亮度将比现在强10%，这足以把地球变成金星：一个地狱般的沙漠，被一层厚厚的二氧化碳所覆盖。这层二氧化碳比现在的大气层重80倍，就像一团硫酸，温度高得能把铅都熔化。不用等到太阳变成一颗红巨星，地球上的生命早就灭绝了。

接下来一类是更罕见的F型星，大约占银河系的1/30。这些恒星就像是打了“激素”的太阳：温度更高，最大的比太阳大40%，寿命有40亿～70亿年。如果围绕这类恒星公转，地球就要麻烦了，因为温度更高导致它们产生的紫外线也比太阳多得多。若一颗行星位于这些恒星的宜居带，那它的臭氧层必须比地球上的防辐射能力更强，这颗行星上的生命也将遭受比地球上更频繁的变化。和上面一样，我们也讨论一下植物的情况。这个行星上的植物将会呈蓝绿色。红色的光子依然是光合作用的主要来源，但F型星产生的蓝色光子比G型星多多了。植物必须将蓝色反射出去，否则就超负荷了。它们也可以变换一种机制，仅吸收蓝色光（这完全能满足它们的需求），而将其他所有颜色都反射出去。这样的话，我们看到的植物就会是黄色的。但无论如何，除非这里的生命进化得像地球上一样快，否则随着母恒星在进化过程中变得特别亮，宜居带将向系外移动，生命就没时间演变了。

A型星包含许多天空中非常有名的恒星，如牛郎星（Altair）、天狼星（Sirio），还有织女星（Vega）。它们的体积是太阳的1.4～2.1倍，寿命比F型星还短：10亿～40亿年。由于这些恒星的核聚变反应速率更快，所以其质量和亮度也更大。织女星是A型星的杰出代表，比太阳亮40倍，地球与它之间的距离应为日地距离的6倍多才可供生命居住。而且，A型星产生的紫外线比F型星还多。要想有生命居住，行星得具备强大的盾牌以抵御如此多的紫外线，仅靠臭氧层恐怕无法保护行星表面。由于水吸收紫外线的能力很强，生命或许只能出现在浅海区。至于植物，为了生存，它们会变得更蓝，甚至呈深蓝色。很不幸，生命进化的有利时间更短了，甚至难以演化到原始汤（brodo primordiale）的下一阶段。此类恒星仅占银河系的1/170。

B型星是夜空中当之无愧的主角。虽然它们只占银河系的1/770，但构成星群的大多数恒星都属于这一类别，因为除了巨星和超巨星以外，它们便是银河系里最亮的恒星。它们的体积是太阳的2～16倍，亮度最高可达到太阳的30 000倍。它们的寿命十分短暂，仅为几千万年。这些恒星质量为太阳的8倍以上，能爆炸变成超新星。由于亮度太过强烈，各个恒星的宜居带距离并不相同，可达到太阳与地球间距离的数百倍。因为它们寿命短，所以生命没有时间演化，甚至连形成行星的时间都没有。

至于O型星，它们在天体中极其罕见，在银河系中仅占几百万分之一。这类“恶魔”体积巨大，温度极高，以至根本不可能形成行星。O型星的光芒太过强烈，可达太阳的数百万倍，导致宇宙尘埃变成气体，因而没有机会聚合在一起。不存在安全距离，地球会被强烈的紫外线和X射线烤焦。

K、G、F、A型恒星在老化的过程中，会在某一刻完全变成另一类恒星，体积变大许多，温度降低，这就是红巨星。未来太阳经历这一过程时，宜居带将外移到木星轨道，而木星的冰卫星（lune ghiacciate）也将首次解冻。因此，只要保持安全距离，红巨星周围有可能存在生命，情况类似M型星。但生命可利用的时间不多，因为大约10亿年后，宇宙中的红巨星就会解体，只留下炽热的核心：一颗白矮星。白矮星密度特别大，相当于把一颗恒星压缩到只比地球大一点儿。它们不再产生能量，但依靠残余的热量还能发光，就像即将熄灭的炉灶里的柴火。白矮星也有宜居带，但它们的温度太高了，大部分能量通过X射线释放出来，所以并不存在真正的安全距离。白矮星最终会慢慢降温，大约在几千亿年之后降到绝对零度——整个宇宙中最低的温度：-273.15℃。

B型星和O型星的结局就更为惨烈了。在短暂但活跃的一生中，它们像洋葱一样分层，越靠近内核原子序数越大，时不时还会合成更重的元素。慢慢地，它们变得越来越亮，核心越来越热。结果是表面过度膨胀，温度降低，这些恒星就变成了红超巨星。像参宿四（Betelgeuse）或心宿二（Antares）这样的恒星是夜空中最耀眼的天体，亮度是太阳的数万倍。它们的体积大得无法想象：如果我们把一颗红超巨星放在太阳的位置上，它最外面的几层将吞并土星以内的所有行星。在这些恒星周围可居住的时间只有几十万年——在安全舒适的距离下，生命的情况还是和M型星类似——但在原本就属于该系统的行星上是不可能有生命的，因为随着恒星膨胀，这些行星要么被毁灭，要么被吞并。红超巨星会在一次剧烈爆炸后结束生命，即超新星爆炸。短期内超新星将成为其所在星系中最亮的恒星，并消灭100光年以内的所有东西。只有两类“恒星尸体”能保持原样：中子星和黑洞。

用中子星代替太阳的这个主意绝对糟透了。中子星温度极高，最初有数十亿摄氏度；但它们也特别小，行星要接收到它们的热量就必须靠得很近。而这样一来，行星就使自己暴露在大量Χ射线和γ射线下了，比白矮星的行星还危险。中子星的另一个特征是，由于它们因恒星核收缩而形成，所以自转速度特别快。许多中子星具有可怕的磁场，两个磁极释放出许多能量极高的粒子。天文学家将此类中子星称为“脉冲星”（pulsar），因为如果朝一颗中子星粒子发射的方向望去，会感受到它最高每秒几百次的“脉动”频率。被这些高能粒子以每秒100次的频率攻击，可不是生命诞生的理想环境。还有更糟糕的：有些脉冲星的磁场比太阳磁场强烈数万亿倍，它们被叫作磁星（magnetar）。如果我们用一颗磁星顶替太阳的位置，它的磁场在1.5亿千米外都能让你们的银行卡消磁。如果为了接收足够的光线和热量以免被冻僵而靠近磁星，就是将自己置于一个强大的磁场里。这个磁场能将原子碾成长棍儿，直到每一根化学键都断裂为止。简单地说，我们会死，死得很痛苦。这还是在磁星比较“冷静”的情况下，且磁星不产生任何短γ射线暴（i lampi gamma brevi）——宇宙中最剧烈的爆炸。磁星的引力场和磁场太过强烈，且构成磁星的物质密度也很大，以至如果发生一次小小的恒星“地震”，恒星的固体外壳哪怕仅仅移动几厘米，都会释放出多到难以想象的能量，在银河系的另一端都能看见。我们在2004年12月有过一次经历，当时γ射线袭击地球并释放出了许多能量，将大气层电离，扰乱无线电通信，尽管发出射线的恒星在50 000光年之外。这种事件发生时，若距离在1000光年以内，几乎可以肯定会发生大规模的生物灭绝。“宇宙中最危险的天体”这一称号毫无疑问应当授予磁星。

一些将要灭亡的超红巨星内核特别大，大到连中子都无法阻止其塌陷。其压强不断增大，导致出现一个密度极大、引力大到连光都逃不出去的天体：黑洞。但令人惊奇的是，黑洞周围可以出现生命。如果太阳突然变成一个黑洞，且质量不变……其实什么也不会发生，至少短时间内不会。行星的轨道由中心天体的质量决定，所以对太阳系来说，什么也不会改变。唯一的变化是光会消失。黑洞的特性如此，而地球将会陷入更彻底的黑夜中。科学幻想为我们提供了一条权宜之计：如果黑洞足够大，那就会形成炽热的吸积盘，我们便能将这个光源作为能量来源，计算出一个安全距离。比如电影《星际穿越》的主角卡冈图雅黑洞（Gargantua）。它是一个比太阳大1.5亿倍的“恶魔”，也许还有行星出乎意料地绕其公转。所以它的模样就像一个黑太阳被一团火围在中间……别担心，不会影响你们美黑的。