比邻星
比邻星（Proxima Centauri）是距离太阳系最近的恒星，距离地球4.2462光年。根据拜耳命名法，该星也被也称为半人马座α星C，国际天文学联合会（IAU）定义它的专有名称是Proxima Centauri，即半人马座比邻星，一般简写为Proxima（比邻星）。比邻星与南门二AB双星相互绕转的周期约为511000年，二者最近时距离为约4100AU，最远时12300AU。
但比邻星由于太过暗淡（视星等11.13）无法用肉眼直接看到，需要使用中型望远镜才能看到。 虽然比邻星的光度较低，但其为一颗耀星，因此会不定时因磁场活动出现光度爆发。恒星磁场来自内部对流，活动剧烈时，产生的X射线强度与太阳相当。比邻星的光谱为M5.5V，质量只有太阳的12.21%，半径也只有太阳的1/7，是一颗非常小且暗的低质量红矮星。目前，比邻星处于一个名为主序星的恒星生命阶段，其年龄至于48.5亿年，相对于其4万亿年的生命长度尚处于非常早的生命时期。但同时比邻星又是一颗活动频繁的耀斑星，经常会爆发大规模的恒星耀斑活动。
目前已经在比邻星周围发现了三颗太阳系外行星，比邻星 b、比邻星 d 和有争议的比邻星 c。 轨道分布上，比邻星d位最内侧，轨道半径只有0.02885个天文单位；比邻星b轨道处于三颗行星中间，轨道半径0.04856个天文单位；比邻星c轨道位于最外侧，位置相对很远，轨道半径1.48个天文单位。其中比邻星b是一颗1.07倍地球质量的，位于比邻星宜居带的类地行星。比邻星d则是一颗直径比地球稍小（0.81倍），质量大约是火星两倍，公转一周只需要5.167天的的岩态行星。
发现与命名
不同于明亮的南门二AB双星，比邻星视星等只有11.13，是一颗无法肉眼观测到的超暗红矮星，所以该星直到1915年才由天文学家罗伯特·因尼斯（Robert T. A. Innes）于南非联合天文台发现，他将该星命名为Proxima Centaurus，意为“半人马座中最近的恒星”，也就是比邻星。
2016年，经IAU（国际天文学联合会）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。Proxima Centauri用于单指南门二C星。
运动和位置
当前距离
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洲航天局的盖亚探测器于2020年发布的Gaia DR3数据，测定比邻星的视差为768.0665 ± 0.0499 mas，对应距离为4.2462光年。其他历史上具有代表性的距离测定事件如表1所示。
未来距离
在所有的已知恒星中，比邻星一直是距离太阳系最近的恒星。比邻星大约在32000年前成为距离太阳最近的恒星，并且在未来的25000年内仍保持为最近的恒星，再之后比邻星会以约80年的周期与南门二AB双星交替成为距离太阳系最近的恒星。
2014年的研究显示，比邻星将会在公元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。
物理性质
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。该类型在赫罗图上位于主序星位置，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214646Km，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肉眼观测到。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 g/cm(3)，是太阳密度的33倍。 如此高的密度也造成了其表面的重力也异常巨大，测得其重力为5.2cgs，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。
结构与核聚变
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。
2019年5月6日，作为大规模多波段恒星耀斑活动检测项目的一部分，Chandra、LCOGT、du Pont 和 ALMA等天文台观测到了来自比邻星的多波段（毫米波、光学波段、软X射线）耀斑活动，通过与太阳耀斑做比较得知，此次比邻星耀斑活动在X射线波段和光学波段释放的能量分别达到了erg和erg，相当于典型的X1级太阳耀斑，其释放过程只有几秒钟时间，使得比邻星的亮度在短时间内急速攀升，并且其产生的星冕物质温度高达1100万K，这个温度热到足以释放X射线。
色球层活动
比邻星有一个非常活跃的色球层，其光谱在280nm波长处的单电离镁线最为显著。比邻星表面有88%的区域都处于活跃状态，该比例远高于处于太阳峰值期的表面活动。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%。
演化阶段
在恒星演化阶段上，比邻星是一颗属于处在稳定阶段的主序星；从规模分类上， 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，其年龄约为48.5亿年。质量类似比邻星的红矮星可以在主序星阶段维持约4万亿年时间。由于氢核聚变反应使恒星内氦元素的比例增加，随着时间的推移，恒星的体积会逐渐变小，直至进入“蓝矮星”阶段。在这个阶段，恒星的亮度显著增加，可以达到太阳光度（L☉）的2.5%，并持续数十亿年为其轨道上的天体提供热量。当氢燃料最终耗尽时，比邻星将演化为氦伴星（没有红巨星阶段），并逐渐失去留存的热量。随着南门二双星的演化，其质量将不断减少，比邻星可能会在大约35亿年后脱离当前的三合星系统，并在此后逐渐远离这对双星。
轨道运动
公转轨道
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。
自行运动
因为比邻星是离太阳最近的恒星，所以与更遥远的背景恒星相比，它在天空中的角运动相对较快。其在天空中的角速度约为每年3.85角秒，500年移动的天空距离大约相当于一个满月大小。
此外，在星际空间中比邻星朝向太阳运动的径向速度为22.2km/s。
由于比邻星的自行运动轨迹，它在2014年10月与2016年2月分别经过了两颗20等和19.5等的背景恒星。这两次事件为天文学家提供了难得的机会来测量比邻星的质量，比邻星的引力场对空间的扭曲将导致背景恒星的影像与它们在天空中的真实位置产生一定的偏移，而这个偏移量则可以用于测量比邻星的质量，这种效应称为微引力透镜效应。
偏移量越大说明比邻星的质量也就越大。并且，由于比邻星周围存在行星，由于行星的引力场，可能在原有偏移基础上产生了一个小的二次位置偏移。
恒星观测
在常规的肉眼观测上，由于比邻星是一颗视星等为11.13等的昏暗红矮星，这个亮度远远低于人类肉眼的观测极限，无法直接看到，所以需要使用中型望远镜才能观察到。
并且，由于比邻星位于接近赤纬63°的位置，所以对地球上北纬27°以北的地区而言，南门二根本不会升起。而对于从北纬27°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。
此外，因为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。
行星系统
目前已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 \u0026 比邻星d）， 另一颗（比邻星c）是否真正存在尚有争议。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。
比邻星b
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。
根据2022年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，这是因为该行星的轨道倾角具有较大的不确定性。
构成上，基于对比邻星的铁、硅、镁等元素丰度的分析可有助于推测比邻星b的主要构成，根据主要成分的不同，比邻星的大致形态范围是从一颗具有大铁核那样的类似水星的行星，到一颗非常富含水的行星，都有可能。
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，其中主要能量位于红外波段，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。
比邻星c
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d
比邻星d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。
由于距离太近，使得比邻星d表面异常炎热，地表平均温度可达到360K（87 °C），宜居指数并不高；但若假设该行星的反照率与地球类似，则在该星的两极区域可能存在适宜居住的温度。
尘埃带
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。
第一条是也最先发现的，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。第三条被称为极冷外环带（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。
然而2018年的研究显示，这些信号可能只是由于比邻星产生的大规模耀斑活动导致的，而是尘埃带导致的。
空间环境
附近星域环境
从银河系整体视角看，比邻星位于银河的主盘面上，与太阳一样，距离银心约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云是一片包括比邻星，牛郎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。
临近恒星分布
对于夜晚星空，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。 很多恒星都会改变相对位置以及星座所属，具体的距离比邻星10光年内的主要恒星分布如下表所示：
天空视野
对于白天天空，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红外波段，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。
形成起源
比邻星作为南门二三合星系统的一部分，其起源以及与南门二AB双星之间的引力关系，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。
共同起源：早期内部捕获
这种机制是基于比邻星与南门二AB双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群或星团之中。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。
不同起源：后期相遇捕获
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。
未来演化
生命阶段演化
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。
最终当所有的氢燃料耗尽之时，会直接跳过红巨星阶段，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。
系统引力演化
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。
探测计划
比邻星作为最近的恒星一直以来是各类天文观测或外星探测项目的热点目标，与其相关的著名探测计划包括太空干涉测量任务（Space Interferometry mission）、暗淡红点项目（Pale 红色 Dot）、突破摄星计划（Breakthrough Starshot）、2069南门二任务（2069 Alpha Centauri mission）等等。
除了以上项目，已经发射的哈勃空间望远镜（HST）以及近些年发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）、盖亚探测器（Gaia）等都对比邻星有过独立性的或包含性的观测任务。
文化影响
三体：The Three-Body Problem。中国的一本畅销科幻小说，故事中的地球迁移至新的恒星周围，就是指4.2光年外的比邻星。
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